Ações e Segurança Das Estruturas_UniFOA_Slides_1a AVD

8/18/2019 Ações e Segurança Das Estruturas_UniFOA_Slides_1a AVD

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SEGURANÇA

NBR 8681

NBR 6120

NBR 6123

PRÉ-DIMENS.

MODELOS

ANÁLISE

AÇÕES E SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS

Ementa da disciplina

Introdução, Método dos estados limites, Levantamento de ações, Ações de vento em edificações, Combinações de ações, Pré-dimensionamento de elementos estruturais, Modelos estruturais eEstabilidade das construções.

Carga horária 40 horas (2 aulas/semana)

Bibliografia básica: ABNT NBR 8681 – Ações e segurança das estruturas ABNT NBR 6120 – Cargas para o cálculo de edificações

ABNT NBR 6123 – Forças devidas ao vento

Bibliografia complementar:Edifícios de Múltiplos Andares em Aço – Ed. PINIEdifícios Industriais em Aço – Ed. PINI


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Capítulo 1 – SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS1.1- Normas estruturais1.2- Segurança e filosofias de projeto

Capítulo 2 – ABNT NBR 8681 – AÇÕES E SEGURANÇA NAS ESTRUTURAS2.1- Identificação e objetivo2.2- Estados limites últimos2.3- Estados limites de serviço2.4- Ações permanentes e variáveis2.5- Coeficientes de ponderação

2.6- Combinações de ações e serviço2.7- Verificação da segurança

Capítulo 3 – ABNT NBR 6120 – CARGAS PARA CÁLCULO DE EDIFICAÇÕES3.1- Identificação e objetivo3.2- Carga permanente3.3- Carga acidental3.4- Condições peculiares

Capítulo 4 – ABNT NBR 6123 – FORÇAS DEVIDAS AO VENTO4.1- Identificação e objetivo4.2- Procedimento para o cálculo das forças devidas aos ventos4.3- Velocidade característica do vento4.4- Coeficientes aerodinâmicos para edificações4.5- Coeficientes de forças


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Capítulo 5 – PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS5.1- Dimensionamento de lajes

5.2- Dimensionamento de vigas5.3- Dimensionamento de pilares

Capítulo 6 – MODELOS ESTRUTURAIS6.1- Estruturas contraventadas6.2- Estruturas porticadas6.3- Estabilidade global de uma edificação6.4- Efeitos de segunda ordem

Capítulo 7 – ANÁLISE COMPUTACIONAL DE ESTRUTURAS7.1- Programas de elementos isolados7.2- Programas computacionais7.3- Análise crítica dos resultados


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1.1- Normas estruturais

1.2- Segurança e filosofias de projeto

Capítulo 1 – Segurança das estruturas

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1.1 - Normas estruturais

As Normas são o resumo do resultado da experiência acumulada em cadaárea de conhecimento e devem estar em contínuo aperfeiçoamento. O seu

emprego garante ao projetista um projeto seguro e econômico.

Podemos empregar normas nacionais e estrangeiras, devendo-seentretando tomar muito cuidado para não misturar recomendações dediferentes normas.

Algumas normas aplicáveis para a construção com Estruturas Metálicas:

NBR 6120:1980 – Cargas para o cálculo de estruturas de edifícios

NBR 6123:1988 – Forças devidas aos ventos em edificações

NBR 8800:2008 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de edifícios

NBR 8681:2003 – Ações e Segurança nas Estruturas

PROJETOSEGURO E

ECONÔMICO


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m

u

d

R R

S S f d .

m

i

i fi

m

u S R

1

.

d d S R

1.2 - Segurança As estruturas e os elementos estruturais devem ter resistência

adequada, bem como rigidez e dureza para permitir funcionalidade

adequada durante a vida útil da estrutura.

- O projeto deve prover ainda alguma reserva de resistência, acima das

que seriam necessárias para resistir às cargas de serviço; ou seja, a

estrutura deve prever a possibilidade de um excesso de carga.

- Além disto deve-se fazer uma provisão para a possibilidade de uma

redução da resistência.Para uma segurança estrutural adequada, devem ser feitas provisões

para ambos os efeitos: um excesso de carga e uma menorresistência.


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PROJETO PELOS FATORES DE CARGA& RESISTÊNCIA(LRFD “Load & Resistance Factor Design”)

fazendo ou

PROJETO PELA RESISTÊNCIA ADMISSÍVEL

(ASD “ Alowable Strengh Design”)

m

i

i fi

m

u S R

1

.

m

i

i f

m

S R

1

.

m

i

i

f m

S R

1. FS f m .

m

i

iS FS

R

1

10,1m

40,1 f

m

i

iS R

154,1 o AISC adota 1,50

Fator resistênciamédio

Fator para ações

agrupadas

m

i

iS R1

.6,0ou

Nota Esta equação do ASD, considerando as restrições acima, atende aos requisitos da ABNT

NBR 8681 e poderá ser empregada para um pré-dimensionamento rápido ou ainda quando só temos

a carga total e não se conhece todas as suas parcelas e será muito mais adequada do que tentarestimar uma mistura de cargas para aplicar o LRFD.

1.2 - Filosofias de projeto


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MODELOS

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2.1- Identificação e objetivo

2.2- Estados limites últimos

2.3- Estados limites de serviço

2.4- Ações permanentes e variáveis2.5- Coeficientes de ponderação e de combinação

2.6- Combinações de ações e de serviço

2.7- Verificação da Segurança

Capítulo 2 – ABNT NBR 8681:2003

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2.1 – Identificação


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1.1 Esta Norma fixa os requisitos exigíveis na

verificação da segurança das estruturas usuais daconstrução civil e estabelece as definições e oscritérios de quantificação das ações e das resistências a serem consideradas no projeto das estruturas de

edificações, quaisquer que sejam sua classe edestino, salvo os casos previstos em NormasBrasileiras específicas.

1.2 Os critérios de verificação da segurança e os dequantificação das ações adotados nesta Norma sãoaplicáveis às estruturas e às peças estruturaisconstruídas com quaisquer dos materiais usualmenteempregados na construção civil.

2.1 – Objetivo


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3.1 estados limites de uma estrutura: Estados a partir

dos quais a estrutura apresenta desempenhoinadequado às finalidades da construção.

3.2 estados limites últimos: Estados que, pela suasimples ocorrência, determinam a paralisação, notodo ou em parte, do uso da construção.

No projeto, usualmente devem ser considerados os estadoslimites 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.

2.2 – Estados limites últimos


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Resistência última

Coeficiente de.

ponderação da

resistência

Combinação

crítica dosomatório das

cargas de

fatoradas

m

i

i fi

m

u S R1

.

T u R R

C u R R

M u R R Flexão

Compressão

V u R R Cisalhamento

Exemplo de combinação

f1.CP + f2.CA10,1m 35,1m

10,1m

10,1m

Coeficiente de ponderação das ações

Tração


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ELEMENTOS TRACIONADOS ou TIRANTES – Tem como solicitação atração axial “T”, e comportamento similar ao do corpo de prova de um

ensaio de tração. Ocorrem normalmente nas cordas e diagonais detreliças, nos contraventamentos, etc. A expressão da segurança

estrutural para os elementos tracionados será:

ELEMENTOS COMPRIMIDOS ou PILARES – Tem como solicitação acompressão axial “C”, e ocorrem nas cordas e diagonais de treliças, e nospilares dos edifícios. A expressão da segurança estrutural para oselementos comprimidos será:

ELEMENTOS FLETIDOS ou VIGAS – Tem como solicitação o momentofletor “M” e o esforço cortante “V”, e ocorre nas vigas dos edifícios. Asexpressões da segurança estrutural para os elementos fletidos serão:

m

i

i fi

a

T T R

1

.

m

i

i fi

a

C C R

1

.

m

i

i fi

a

M M R

1

.

m

i

i fi

a

V V R

1

.



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3.3 estados limites de serviço: Estados que, por sua

ocorrência, repetição ou duração, causam efeitosestruturais que não respeitam as condiçõesespecificadas para o uso normal da construção, ouque são indícios de comprometimento da durabilidade

da estrutura.

No período de vida da estrutura, usualmente são consideradosestados limites de serviço caracterizados por:

a) danos ligeiros ou localizados, que comprometam o aspectoestético 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.

2.3 – Estados limites de serviço


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Os estados limites de serviço decorrem de ações cujas

combinações podem ter três diferentes ordens de grandeza depermanência na estrutura:

a) combinações quase permanentes: combinações que podematuar durante grande parte do período de vida daestrutura, da ordem da metade deste período;

b) combinações freqüentes: combinações que se repetem muitasvezes durante o período de vida da estrutura, daordem de 105 vezes em 50 anos, ou que tenham duração totaligual a uma parte não desprezível desse período, da

ordem de 5%;

c) combinações raras: combinações que podem atuar nomáximo algumas horas durante o período de vida daestrutura.

2.3 – Estados limites de serviço


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2.4 – Ações permanentes

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.

4.2.1.1 Ações permanentesConsideram-se como ações permanentes:

a) ações permanentes diretas: os pesos próprios dos elementosda construção, incluindo-se o peso próprio da estrutura e de

todos os elementos construtivos permanentes, os pesos dosequipamentos fixos e os empuxos devidos ao peso própriode terras não removíveis e de outras ações permanentessobre elas aplicadas;

b) ações permanentes indiretas: a protensão, os recalques deapoio e a retração dos materiais.


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2.4 – Ações variáveis

4.2.1.2 Ações variáveis: Consideram-se como ações variáveis ascargas acidentais das construções, bem como efeitos, tais como

forças de frenação, de impacto e centrífugas, os efeitos dovento, das variações de temperatura, do atrito nos aparelhos deapoio e, em geral, as pressões hidrostáticas e hidrodinâmicas.Em função de sua probabilidade de ocorrência durante a vida daconstrução, as ações variáveis são classificadas em normais ouespeciais:

a) ações variáveis normais: ações variáveis com probabilidade deocorrência suficientemente grande para que sejamobrigatoriamente consideradas no projeto das estruturas de umdado tipo de construção;

b) ações variáveis especiais: nas estruturas em que devam serconsideradas certas ações especiais, como ações sísmicas oucargas acidentais de natureza ou de intensidade especiais, elastambém devem ser admitidas como ações variáveis. Ascombinações de ações em que comparecem ações especiaisdevem ser especificamente definidas para as situações especiaisconsideradas.


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2.5 – Coeficientes de ponderação

4.2.3.1 Coeficientes de ponderação para os estados limitesúltimos

Quando se consideram estados limites últimos, os valores doscoeficientes de ponderação das ações são os indicados em 5.1.3,para cada uma das combinações últimas que podem serconsideradas no projeto.

n

j

Qj jqjQq

m

i

Gi gid F F F F 2

011

1

)..(.).(


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Coeficientes de ponderação das ações permanentes ( f )



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Coeficientes de ponderação das ações variáveis ( f )



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Fatores de combinação e de redução e0 1 2

2.5 – Coeficientes de combinação


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MODELOS

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n

j

Qj jqjQq

m

i

Gi gid F F F S 2

011

1)..(.).(

n

j

Qjef jqjQq

m

i

Gi gid F F F S 2

,011

1)..(.).(

n

jQjef jqjQq

m

iGi gid F F F S

2,011

1)..(.).(

n

j Qjef jqjQexc

m

i Gi gid

F F F S 1 ,01

)..().(

Combinações últimas normais – decorrem do uso previsto para aedificação;

Combinações últimas especiais – decorrem da atuação de açõesvariáveis de natureza ou intensidade especial;

Combinações últimas de construção – decorrem de estadoslimites últimos já na fase da construção;

Combinações últimas excepcionais - decorrem da atuação deações excepcionais que podem provocar efeitos catastróficos.

2.6 – Combinação de ações


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Em um edifício de múltiplos andares comercial de escritórios, no mínimo

as seguintes as combinações últimas de normais de ações devem ser

investigadas:

Combinação 1 g f1.CP1 + g f2.CP2 + g f3.CP3

Combinação 2 gf1.CP1 + g f2.CP2 + g f3.CP3 + g f4.CA

Combinação 3 g f1.CP1 + g f2.CP2 + g f3.CP3 + g f4.CA + g f5 x ѱ01.CV

Combinação 4 g f1.CP1 + g f2.CP2 + g f3.CP3 + g f5.CV + g f4 x ѱ02.CA

i fi S .

2.6 – Combinação de ações


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ã


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Em edifício de múltiplos andares comercial ou residencial, no mínimo as

seguintes as combinações de serviço devem ser investigadas:

Combinação 1 (quase permanente - aparência) CP + 0,4.CA

Combinação 2 (frequente – não causam danos) CP + 0,6.CA

Combinação 3 (frequente – não causam danos) CP + 0,4.CA + 0,3.CV

Combinação 4 (rara – causam danos) CP + CA

Combinação 5 (rara – causam danos) CP + CA + 0,3.CV

Combinação 6 (rara – causam danos)

CP + 0,6.CA + CV

Exemplo para vigas de piso “Aparência” L/350

Exemplo para vigas de piso “Não causam danos” L/300

Exemplo para vigas de piso “Causam danos” L/250

iS

2.6 – Combinação de serviço

C ít l 3 ABNT NBR 6120 1980


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3.1- Identificação e objetivo3.2- Carga permanente

3.3- Carga acidental

3.4- Condições peculiares

Capítulo 3 – ABNT NBR 6120:1980

3

31 d ifi ã


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31 – Identificação

3 2 C t


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MODELOS

ANÁLISE

3.2 – Carga permanente

3 2 C t


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MODELOS

ANÁLISE

3.2 – Carga permanente

3 2 C id t l


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MODELOS

ANÁLISE

3.2 – Carga acidental

3 2 C id t l


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MODELOS

ANÁLISE


3 2 C id t l


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MODELOS

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3 2 C id t l


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MODELOS

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3 2 Ca ga acidental


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