Notas de estudo NBR 6118

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<p>NBR 6118/2023</p><p>PROJETO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO</p><p>Escopo</p><p>Aplicável a estruturas de concreto:</p><p>· simples, armado e protendido;</p><p>· com massa específica entre 2,0 e 2,8 t/m³;</p><p>· pertencentes aos grupos I (C20 a C50) ou II (C55 a C90), conforme NBR 8953;</p><p>· com resistência entre 20 e 90 Mpa;</p><p>· que utilizem técnicas construtivas não convencionais, tais como (com as devidas complementações e ajustes):</p><p>· formas deslizantes,</p><p>· balanços sucessivos,</p><p>· lançamentos progressivos,</p><p>· concreto projetado,</p><p>· concreto reforçado com fibras</p><p>Não se aplica a estruturas:</p><p>· de concreto leve, pesado ou especiais;</p><p>· dimensionadas para ações específicas como sismos, impactos, explosões e fogo;</p><p>Referências</p><p>Termos e Definições</p><p>Definições de Concreto Estrutural</p><p>· Elementos de concreto simples: Aqueles com armadura inferior ao mínimo exigido para o concreto armado</p><p>· Elementos de concreto armado: Aqueles cujo comportamento estrutural depende da aderência entre concreto e armadura, sem alongamentos iniciais das armaduras antes da aderência</p><p>· Elementos de concreto protendido: Aqueles nos quais parte das armaduras é previamente alongada a fim de evitar fissuração e deslocamentos ou melhorar a eficiência da armadura</p><p>· Armadura passiva: aquelas sem alongamentos prévios</p><p>· Armadura ativa (de protensão): aquelas com alongamentos prévios</p><p>· Concreto com armadura ativa pré-tracionada (protensão com aderência inicial)</p><p>· Concreto com armadura ativa pós-tracionada (protensão com aderência posterior)</p><p>· Concreto com armadura ativa pós-tracionada sem aderência (protensão sem aderência)</p><p>· Junta de dilatação</p><p>· Junta de dilatação parcial</p><p>Definições de Estados Limites</p><p>· Estado-limite Último (ELU)</p><p>· Estado-limite de Formação de Fissuras (ELS-F)</p><p>· Estado-limite de Abertura de fissuras (ELS-W)</p><p>· Estado-limite de Deformações Excessivas (ELS-DEF)</p><p>· Estado-limite de descompressão (ELS-D)</p><p>· Estado-limite de descompressão parcial (ELS-DP)</p><p>· Estado-limite de compressão excessiva (ELS-CE)</p><p>· Estado-limite de vibrações excessivas (ELS-VE)</p><p>Simbologia</p><p>Requisitos de Qualidade de Estrutura</p><p>Diretrizes para Durabilidade de Estruturas de Concreto</p><p>Critérios de projeto que visam a durabilidade</p><p>Propriedades dos Materiais</p><p>Comportamento conjunto dos materiais</p><p>Segurança e Estados-Limites</p><p>Ações a considerar</p><p>Resistências</p><p>Limites para dimensões, deslocamentos e aberturas de fissuras</p><p>Análise Estrutural</p><p>Simbologia</p><p>Princípios gerais de análise estrutural</p><p>Objetivo da Análise Estrutural</p><p>· Determinar os efeitos das ações em uma estrutura para verificar os estados-limites últimos e de serviço</p><p>· Permite estabelecer as distribuições de esforços internos, tensões, deformações, deslocamentos em parte ou em toda a estrutura</p><p>Premissas da Análise Estrutural</p><p>· Modelo(s) estrutural(is) adequado(s)</p><p>· Pode ser realizado com composição de elementos básicos</p><p>· Discretização suficiente para não trazer erros significativos para a análise, em caso de uso de métodos finitos, diferenças finitas ou analogia de grelhas</p><p>· Representação adequada dos elementos estruturais, carregamentos atuantes, condições de contorno, características e respostas dos materiais em função do objetivo da análise</p><p>· Representação estrutural entre 14.5.1 a 14.5.5.</p><p>· Em casos mais complexos, a interação solo-estrutura deve ser contemplada no modelo</p><p>· Para estruturas protendidas, a análise deve considerar a migração da protensão para elementos adjacentes. Para minimizar tal efeito, pode-se diminuir a rigidez desses elementos ou usar procedimentos construtivos de modo a garantir a deslocabilidade adequada à realização efetiva da protensão</p><p>· Análises locais complementares devem ser efetuadas quando a não linearidade por fissuração for importante, como na avaliação das flechas, ou quando a hipótese da seção plana não se aplicar (Seções 21 e 22).</p><p>Aplicação de resultados dos modelos de análise em regime linear</p><p>· Os resultados dos modelos (especialmente bi e tridimensionais em elementos finitos) podem ser aplicados em projeto somente para:</p><p>a) Visualização do caminhamento das cargas</p><p>b) Determinação de esforços solicitantes, com o dimensionamento e verificação das peças pela teoria de concreto estrutural (Seções 16, 17, 19, 9, 18, 20)</p><p>· O dimensionamento de armaduras não deve se basear apenas nos resultados de parte do modelo, sempre respeitando as quantidades necessárias, mínimas e máximas, bem como os critérios de detalhamento.</p><p>Aplicação de resultados dos modelos de análise em regime não linear</p><p>· Os resultados obtidos considerando meios contínuos representando a reologia e sua interação com a armadura, considerando as não linearidades do concreto (diagrama tensão-deformação e fissuração) e da armadura (diagrama tensão-deformação), podem ser usados para avaliar o desempenho da estrutura em serviço ou ruptura.</p><p>· O dimensionamento de armaduras não deve se basear apenas nos resultados de parte do modelo, sempre respeitando as quantidades necessárias, mínimas e máximas, bem como os critérios de detalhamento.</p><p>Hipóteses Básicas</p><p>Condições de equilíbrio</p><p>· Devem ser respeitadas (1ª ou 2ª ordem quando aplicável)</p><p>Condições de compatibilidade</p><p>· Quando as condições de compatibilidade não forem verificadas no ELU, devem ser adotadas medidas que garantam ductilidade adequada da estrutura</p><p>Carregamento monotônico</p><p>· Admite-se carregamento monotônico até o ELU nas estruturas usuais, desde que a resposta a ciclos de carga e descarga em serviço não ultrapasse tensões acima de 0,5fck</p><p>Elementos estruturais</p><p>Elementos lineares</p><p>Vigas</p><p>· Elementos lineares com flexão preponderante</p><p>Pilares</p><p>· Elementos lineares de eixo reto, geralmente verticais, com compressão preponderante</p><p>Tirantes</p><p>· Elementos lineares de eixo reto, com tração preponderante</p><p>Arcos</p><p>· Elementos curvos com compressão preponderante, com ou sem flexão simultânea agindo no seu plano</p><p>Elementos de superfície</p><p>Placas</p><p>· Elementos planos com esforços normais a seu plano</p><p>· Placas planas são denominadas lajes</p><p>· Placa com espessura maior que 1/3 do vão devem ser estudadas como placas espessas</p><p>Chapas</p><p>· Elementos planos sujeitos principalmente a ações contidas em seu plano</p><p>· Chapas em que o vão for menor que três vezes a maior dimensão da seção transversal são denominadas vigas-paredes (L</p><p>de estruturas reticuladas não podem ser adotadas quando:</p><p>· Considerados efeitos de segunda ordem global,</p><p>· Não há ductilidade suficiente para atingir as configurações adotadas</p><p>· Não recomendado no caso de carregamento cíclico com chances de fadiga (ver Seção 23)</p><p>Análise Não Linear</p><p>· Considera o comportamento não linear geométrico e dos materiais</p><p>· Pode ser adotada para verificações de ELS e ELU</p><p>· Análise de esforços do ELU podem usar os procedimentos aproximados na seção 15</p><p>Modelos Físicos</p><p>· A partir de ensaios com modelos físicos de concreto, considerando a semelhança mecânica</p><p>· Deve assegurar a correta interpretação dos resultados</p><p>· Interpretação dos resultados justificada por modelo teórico nas seções críticas e análise estatística dos resultados</p><p>· Avaliar, se possível, variabilidade dos resultados adotando margens de segurança conforme Seções 11 e 12. Caso contrário, avaliar o valor médio dos resultados e ampliar a margem de segurança a favor da segurança</p><p>· Obrigatoriamente devem ser obtidos resultados para todos os ELU e ELS</p><p>· Todas as ações e influências na vida da estrutura devem ser reproduzidas no ensaio</p><p>· Apropriado quando os modelos são insuficientes ou fora do escopo desta norma</p><p>· Provas de carga conforme Seção 25</p><p>Estruturas de elementos Lineares</p><p>Hipóteses básicas</p><p>· Manutenção da seção plana</p><p>· Elementos representados por seus eixos longitudinais</p><p>· Comprimento limitado pelos centros de apoios ou pelo cruzamento com o eixo de outro elemento</p><p>Caracterização da geometria</p><p>Trechos rígidos</p><p>· Elementos pertencentes à região de cruzamento de elementos podem ser considerados rígidos</p><p>Largura colaborante de vigas de seção T</p><p>· Quando a estrutura for modelada sem ação conjunta de vigas e lajes, pode ser considerado mediante adoção de largura colaborante da laje, compondo seção transversal T</p><p>· A largura colaborante bf deve ser dada pela largura da viga bw acrescida de no máximo 10% da distância a entre pontos de momento fletor nulo, para cada lado da viga em que haja laje colaborante</p><p>· A distância a pode ser estimada em função do comprimento L do tramo, a seguir (ou mediante exame do diagrama de momento fletor da estrutura):</p><p>· Viga simplesmente apoiada: a = 1,00L</p><p>· Tramo com momento em uma só extremidade: a = 0,75L</p><p>· Tramo com momento em duas extremidades: a = 0,60L</p><p>· Tramo em balanço: a = 2,00L</p><p>· Para vigas contínuas, pode-se calcular uma largura colaborante única para todas as seções, inclusive nos apoios sob momentos negativos, desde que calculada a partir do trecho de momentos positivos onde a largura resulte mínima</p><p>· Devem ser respeitados os limites b1 e b3 conforme figura 14.2</p><p>· Quando a laje apresentar aberturas ou interrupções na região da mesa colaborante, a variação da largura efetiva (bef) da mesa deve respeitar o máximo bf e limitações impostas pelas aberturas, conforme Figura 14.3</p><p>Mísulas e variações bruscas de seções</p><p>· Deve-se considerar a parte efetiva da seção conforme Figura 14.4</p><p>Vãos efetivos de vigas</p><p>· Vão efetivo calculado por Lef = Lo + a1 + a2, onde</p><p>· a1 = min(t1/2; 0,3h)</p><p>· a2 = min(t2/2; 0,3h</p><p>Arredondamento do diagrama de momentos fletores</p><p>· Sobre apoios, pontos de aplicação de forças concentradas e nós de pórticos, pode-se fazer arredondamento aproximado dos diagramas</p><p>Arredondamento do diagrama de momentos fletores</p><p>Valores de Rigidez</p><p>· Pode-se usar o Ecs e momento de inércia da seção bruta de concreto</p><p>· Para verificação de flechas, deve considerar as fissuras e fluência</p><p>Restrições para redistribuição</p><p>· As redistribuição em elementos majoritariamente comprimidos e consolos só podem ser adotadas quando decorrentes de redistribuição de momentos de vigas ligadas a eles</p><p>· Quando usadas aproximações, permite-se apenas uma pequena redistribuição em estruturas de nós móveis</p><p>· As redistribuições para análise de 2ª ordem devem obedecer a Seção 15</p><p>Limites para redistribuição de momentos e condições de ductilidade</p><p>· A rotação dos elementos é função da linha neutra no ELU</p><p>· Quanto menor x/d, maior a capacidade de rotação</p><p>· A posição da linha neutra no ELU deve obeder:</p><p>· x/d = 0,9 para nós móveis</p><p>· x >= 0,75 para outros casos</p><p>· Pode-se adotar redistribuição fora dos limites da norma, desde que calculada mediante análise não linear ou planstica com verificação explícita da capacidade de rotação das rótulas plásticas</p><p>Análise não linear com verificação explícita da rotação plástica solicitante</p><p>· Ver pág. 110 da norma</p><p>Análise não linear</p><p>· Admitida para verificações no ELU ou ELS</p><p>Estruturas usuais de edifícios – Aproximações permitidas</p><p>Vigas contínuas</p><p>Pode-se usar modelo de viga contínua simplesmente apoiada para estudo das cargas verticais, observando-se:</p><p>· Não considerar momento positivo menor que os de engaste perfeito da viga nos apoios internos</p><p>· Quando a viga for solidária com o pilar intermediário e a largura do apoio no eixo da viga for maior que Hpilar/4, não se considera momento negativo menor que o engastamento perfeito nesse apoio</p><p>· Quando não for calculada exatamente a solidariedade os pilares com a viga, deve-se considerar nos apoios extremos, momento fletos igual ao engastamento perfeito, multiplicado pelos coeficientes das seguintes relações</p><p>· Na viga (rinf + rsup) / (rvig + rinf + rsup)</p><p>· No tramo superior do pilar rsup / (rvig + rinf + rsup)</p><p>· No tramo inferior do pilar rinf / (rvig + rinf + rsup)</p><p>· Onde ri = Ii / Li é a rigidez do elemento i no nó conforme figura abaixo</p><p>· Alternativamente, pode-se incluir a solidariedade dos pilares com a viga mediante introdução da rigidez à flexão nos pilares extremos e intermediários</p><p>· A adequação do modelo empregado deve ser verificada mediante análise cuidadosa</p><p>Grelhas e pórticos espaciais</p><p>· Os pavimentos podem sem modelados como grelhas para estudo das cargas verticais, considerando a rigidez à flexão dos pilares análoga ao definido para vigas contínuas</p><p>· Pode-se reduzir a rigidez à torção das vigas por fissuração usando 15% da rigidez elástica, exceto para os elementos com protensão limitada ou completa</p><p>· No ELU, podem considerar a rigidez à torção das vigas nulas, eliminando a torção de compatibilidade, ressalvado o item 17.5.1.2</p><p>· Perfis abertos de parede fina devem obedecer ao item 17.5</p><p>Cargas variáveis</p><p>· Para estruturas de edifícios com carga variável de até 5kN/m² que seja até 50% da carga total, pode-se desconsiderar a alternância de cargas</p><p>Contraventamento lateral</p><p>· A laje de pavimento pode ser considerada totalmente rígida desde que não tenha aberturas grandes e o lado do maior retângulo circunscrito ao pavimento não supere três vezes o menor lado.</p><p>Estruturas de elementos de placa</p><p>Hipóteses básicas</p><p>· Manutenção da seção plana após deformação, em faixas suficientemente estreitas</p><p>· Representação dos elementos pelo plano médio</p><p>· Para lajes, deve-se avaliar a alternância de cargas, dispensada para cargas variáveis de até 5kN/m² que sejam até 50% da carga total.</p><p>Caracterização da geometria</p><p>Mísulas e variações bruscas de espessura</p><p>· Ver item 14.6.2.3</p><p>Vãos efetivos das lajes ou placas</p><p>· Quando os apoios forem suficientemente rígidos quanto à translação vertical, o vão efetivo deve ser calculado por: Lef = Lo + a1 + a2</p><p>· Os valores de a1 e a2 devem ser definidos conforme item 14.6.2.4, por:</p><p>· a1 = min(t1/2; 0,3h)</p><p>· a2 = min(t2/2; 0,3h</p><p>Análise linear com ou sem redistribuição</p><p>· Métodos baseados na teoria da elasticidade, com coeficiente de Poisson igual a 0,2</p><p>· Atender o disposto nos itens 14.5.2, 14.5.3, 14.7.3.1 e 14.7.3.2</p><p>Valores de Rigidez</p><p>· Para verificação no EL de deformação excessiva, pode-se considerar o módulo de elasticidade secante do concreto, desde que os momentos fletores sejam menores que o de fissuração</p><p>· Os efeitos de fissuração e deformação devem ser considerados de forma análoga ao da seção 17.</p><p>Redistribuição de momentos e condições de dutilidade</p><p>· Quando for efetuada uma redistribuição, sendo o coeficiente de redistribuição sigma conforme item 14.6.4.3, a profundidade da linha neutra deve respeitar os limites:</p><p>· x/d = 0,75</p><p>Análise plástica</p><p>· Para consideração do ELU, pode-se usar a teoria das charneiras plásticas</p><p>· Para garantia da ductilidade e dispensando a verificação explícita da capacidade de rotação plástica, prescrita em 14.6.4.4, deve-se limitar a linha neutra a:</p><p>· x/d 50MPa</p><p>· Deve-se adotar, para lajes retangulares, razão mínima de 1,5:1 entre momentos de borda (com continuidade e apoio indeslocável) e momentos no vão</p><p>· Cuidados especiais em relação à fissuração e flechas no ELS, principalmente quando adotar momentos muito diferentes da análise elástica.</p><p>· As verificações de serviço e fadiga deve usar análise elástica</p><p>Análise não linear</p><p>· Permitidas para ELS e ELU</p><p>Lajes maciças</p><p>Reações de apoio</p><p>· Podem ser feitas as seguintes aproximações</p><p>· As reações em cada apoio são correspondentes às cargas atuantes nos triângulos ou trapézios determinados através das charneiras plásticas, correspondentes à análise efetiva com os critérios de 14.7.4, uniformemente distribuídas nas vigas e apoios.</p><p>· Quando a análise plástica não for efetuada, as charneiras podem ser aproximadas por retas inclinadas com os seguintes ângulos</p><p>· 45° entre dois apoios do mesmo tipo</p><p>· 60° a partir do apoio engastado, se o outro for apoiado</p><p>· 90° a partir do apoio, se a borda vizinha for livre</p><p>Aproximações para diagrama de momentos fletores</p><p>· Quando houver predominâncias de cargas permanentes, as lajes vizinhas podem ser consideradas isoladas, compatibilizando-se os momentos nos apoios de forma aproximada</p><p>· Na análise plástica, a compatibilização pode ser realizada mediante alteração das razões entre momentos de borda e vão, em procedimento iterativo, até a obtenção de valores equilibrados nas bordas</p><p>· Permite-se simplificadamente a adoção do maior valor de momento negativo em vez de equilibrar os momentos de lajes diferentes sobre uma borda comum.</p><p>Lajes nervuradas</p><p>· Com nervuras moldadas in loco ou pré-moldadas</p><p>· As vigotas pré-moldadas serão intercaladas com material inerte (isopor, cerâmica, etc.)</p><p>· As lajes com elementos pré-moldados devem atender adicionalmente as NBRs específicas</p><p>· As prescrições para lajes maciças podem ser consideradas, desde que obedecido o item 13.2.4.2</p><p>· Quando o item 13.2.4.2, deve-se considerar uma viga maciça sobre uma grelha de vigas.</p><p>· As lajes nervuradas unidirecionais devem ser calculadas seguindo a direção das nervuras, desprezadas a rigidez transversal e à torção</p><p>Lajes lisas e lajes-cogumelo</p><p>· Lajes-cogumelo são apoiadas diretamente em pilares com capitéis</p><p>· Lajes lisas são apoiadas nos pilares sem capitéis</p><p>· Análise realizada por procedimento numérico adequado (diferenças finitas, elementos finitos, grelha equivalente ou elementos de contorno)</p><p>· Para pilares dispostos em filas ortogonais de maneira regular e com vãos pouco diferentes, o cálculo pode ser feito por processo aproximado com redistribuição, ou seja, adotar pórticos múltiplos para obter os esforços solicitantes</p><p>· Para cada pórtico deve-se considerar a carga total segundo as faixas indicadas na figura a seguir, e:</p><p>· 45% dos momentos positivos para as duas faixas internas</p><p>· 27,5% dos momentos positivos para cada uma das faixas externas</p><p>· 25% dos momentos negativos para as duas faixas internas</p><p>· 37,5% dos momentos negativos para cada uma das faixas externas</p><p>· Devem ser estudadas as ligações de lajes com os pilares com atenção onde não haja simetria de forma ou de carregamento da laje em relação ao apoio</p><p>· Obrigatoriamente, devem ser considerados os momentos de ligação entre laje e pilares extremos</p><p>· A punção deve ser verificada de acordo com 19.5</p><p>Estruturas contendo outros elementos</p><p>Vigas-parede e pilares-parede</p><p>· Podem ser usadas a análise linear ou não linear</p><p>· Para a análise linear pode ser usado o procedimento numérico, como diferenças finitas, elementos finitos ou elementos de contorno</p><p>· Deve-se considerar a deformação por cisalhamento e o ajuste de sua rigidez à flexão para o comportamento real</p><p>Blocos</p><p>· Pode-se usar a análise linear, plástica ou não linear</p><p>· Para a análise linear pode ser usado o procedimento numérico, como diferenças finitas ou elementos finitos</p><p>Instabilidades e Efeitos de 2ª Ordem</p><p>Princípios gerais de dimensionamento, verificação e detalhamento</p><p>Dimensionamento e Verificação de elementos lineares</p><p>Detalhamento de elementos lineares</p><p>Dimensionamento e verificação de lajes</p><p>Detalhamento de Lajes</p><p>Regiões Especiais</p><p>Elementos especiais</p><p>Ações dinâmicas e fadiga</p><p>Concreto simples</p><p>Interfaces do projeto com a construção, utilização e manutenção</p><p>Anexo A – Efeito do tempo no concreto estrutural</p><p>image6.png</p><p>image7.png</p><p>image8.png</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p><p>image5.png</p>