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NBR8681 – Ações e Segurança nas Estruturas

Profa. Dra. Luciana T. Kataoka de Freitas

NBR8681 – Ações e Segurança nas Estruturas

Condições exigíveis na verificação da segurançadas estruturas usuais da Construção Civil

Estabelece critérios de quantificação das ações eresistências de projeto

Válida para qualquer material usual daConstrução Civil

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NBR8681 – 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 apresentadesempenho inadequado às finalidades daconstrução.

Estados Limite Último

Estados Limite de Serviço

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Estado Limite Último (ELU)

• 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, quecomprometem o aspecto estético daconstrução ou a durabilidade da estrutura

• Deformações excessivas que afete a utilizaçãoou aspecto estético

• Vibrações excessivas

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Por que limitar flechas e fissuras?

Por que limitar flechas?Deflexões excessivas:

Patologias:

Destacamento do revestimento

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Por que limitar fissuras?

Consequências:• Estético• Infiltrações de água de chuva• Desplacamento de revestimento

Ações

• Permanentes

• Variáveis

• Excepcionais

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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

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Ações excepcionais

• Explosões, choques de veículos, incêndios(redução da resistência dos materiais),enchentes ou sismos excepcionais

Exercício

A partir do edifício residencial de concretoarmado abaixo, determine:

Características:

• Edifício residencial

subsolo

pavimento térreo

pavimento tipo

cobertura

• Dimensionamento

• Posição dos elementos estruturais

• Compatibilização de projetos

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a) As possíveis ações atuantes no edifício

b) Determine o peso próprio de uma parede de alvenaria de tijolo furado mostrada abaixo:

Informações:

Peso específico (NBR6120:1980)

Ações variáveis normais (NBR6120:1980)

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Exercício

Resposta a):• Ação permanente direta:

Laje de cobertura: peso próprio e reservatórios• Ação permanente indireta:

Pilar: retração e fluência• Ação variável normal:

Laje do pavimento tipo: pessoas e mobiliário• Ação variável especial:

Laje do pavimento tipo: armazenamento demateriais e gruas

• Ação excepcional:Qualquer elemento estrutural: fogo

Valores representativos 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

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Valores representativos das ações: ELU

• Característico (Fk): definido pela variabilidade de suasintensidades

- O valor das ações variáveis têm de 25% a 35% deprobabilidade de serem superados em 50 anos- Ações variáveis com efeitos favoráveis não sãoconsideradas- O valor característicos das ações permanentes é ovalor médio, mesmo em efeitos favoráveis oudesfavoráveis

• Característico nominal: ações que não tenhamvariabilidade expressa adequadamente são adotadosFK devidamente escolhidos

Valores representativos das ações: ELU

• Convencionais excepcionais: arbitrados para as açõesexcepcionais (consenso entre proprietário eautoridades governamentais)

• Reduzidos de combinação:

- Determinados a partir da expressão Ψ0.Fk

- Considera baixa probabilidade de ocorrênciasimultânea dos valores característicos de duasou mais ações variáveis de natureza diferentes

- Caso particular: ações que atuamsimultaneamente em um período extremamentecurto, Ψ0 = Ψ2

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Valores representativos das ações: ELS

• Reduzidos de combinação: determinados pelasexpressões:

- Ψ1.Fk: valores frequentes (ação que se repete muitasvezes)

- Ψ2.Fk: valores quase permanentes (ações de longaduração)

• Raros: quantificam as ações que podem acarretarestado limite de serviço, mesmo com duraçãomuito curta

Valores de cálculo

Obtidos a partir dos valores representativos,multiplicando-os pelos respectivoscoeficientes de ponderação ϒf

Fd = Fk.ϒf

Valores representativos

Coef. de ponderação

Valores de cálculo

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Valores de cálculo

• ELU: Coeficientes de ponderação ϒf

ϒf = ϒf1 . ϒf3

ϒf1 - considera a variabilidade das açõesϒf2 - Ψ0 (este coeficiente faz o papel de ϒ2)ϒf3

- considera os desvios gerados nas construções e asaproximações feitas em projeto do ponto de vistadas solicitações

• ELS: Coeficientes de ponderação ϒf

ϒf = 1

ϒg - permanenteϒq - variávelϒp - protensãoϒe - deformações indiretas

ϒg - permanenteϒq - variávelϒp - protensãoϒe - deformações indiretas

Segurança

• Condições analíticas:Rd > Sd

Rd – valores de cálculo dos esforços resistentesSd – valores de cálculo dos esforços atuantes

• Condições construtivas: atendimento àsexigências construtivas incluídas nas normasreferentes às estruturas feitas com os materiaisde construção considerados

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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 ponderaçãoϒm = ϒm1.ϒm2.ϒm3

ϒm1 – variabilidade da resistência efetivaϒm2 – diferença entre material e estruturaϒm3 – incerteza nas solicitações existentes

Combinações de ações

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Critério para combinações das ações

Última Serviço

Permanentes Permanentes

Var

iáve

is

Normais

Var

iáve

is

Quase permanente de serviço

Especiais ou de construção Frequente de serviço

Excepcionais Raras de serviço

ELU (NBR8681)

• Normal: decorre do uso previsto para aconstrução

• Especial: decorre de ações variáveis denatureza ou intensidade especiais, cujosefeitos superam o carregamento normal

• Excepcional: podem provocar efeitoscatastróficos

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ELS (NBR8681)

• Frequentes – ações que se repetem muitasvezes (verificação de fissuras)

• Quase permanentes – ações de longa duração(verificação de flechas)

• Rara – ações que podem acarretar estadolimite de serviço, mesmo com duração muitocurta

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 Ψ0.Fk

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Critério para combinações das ações ÚLTIMAS

• Ações variáveis: – Especial ou de construção:

Em cada combinação uma das ações variáveis é aprincipal com valor representativo e as demais açõesvariáveis são secundárias com valores reduzidos Ψ0.Fk

Quando FQ1 tiver tempo de atuação muito pequeno:Ψ0j,ef = Ψ2j

Critério para combinações das ações ÚLTIMAS

• Ações variáveis:

– Excepcionais:

Em cada combinação a ação variável excepcional é aprincipal com valor representativo e as demaisações variáveis são secundárias com valoresreduzidos Ψ0.Fk

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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 Ψ2.Fk

• Ações variáveis:

– Frequentes de serviço:

Em cada combinação a ação principal é considerada com seu valor frequente Ψ1.Fk e as demais ações com seus valores quase permanentes Ψ2.Fk

Critério para combinações das ações de SERVIÇO

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• Ações variáveis:

– Raras de serviço:

Em cada combinação a ação principal é considerada com seu valor característico Fk e as demais ações com seus valores frequentes Ψ1.Fk

Critério para combinações das ações de SERVIÇO

Ações permanentes diretas separadas (ϒg )

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Ações permanentes diretas agrupadas (ϒg )

Ações permanentes de recalque e retração (ϒg )

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Ações variáveis separadas (ϒq )

Ações variáveis agrupadas (ϒq )

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Fatores de combinação e redução (Ψ0, Ψ1 e Ψ2)

Fatores redução para combinação frequente – verificação à fadiga

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Procedimento para Determinação das Ações

• Identificar ações

• Determinar coeficientes

• ELU (possíveis combinações)

• ELS (possíveis combinações)