E025B Ações

Prévia do material em texto

ENG025
UFBA 
AÇÕES E COMBINAÇOES 
E025C Ações
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C1
INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS 
ESTRUTURAIS
ENG025
UFBA 
Definição e tipo
• Segundo a NBR 8681/84, ações são “as causas que provocam esforços ou 
deformações nas estruturas”.
• Tipos de ações:
– Gravitacional: Pesos próprios de elementos da construção; de objetos no interior dos 
ambientes construídos; de água e de neve, etc.;
– Vento: pressões e sucções que agem externa e internamente aos ambientes 
construídos; depende da geometria do objeto construído, das condições climatológicas 
da região do país, da topografia e da rugosidade do terreno;
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C2
da região do país, da topografia e da rugosidade do terreno;
– Térmica: provocada por deformações dos elementos estruturais, devido a variações na 
temperatura dos ambientes;
– Reológica: provocada por deformações nos materiais, com o passar do tempo (fluência 
sob cargas, retração, deformação lenta, etc.);
– Recalque de apoio: provocada por deformações em razão de recalques (afundamento) 
de fundações;
– Sísmica: ação dinâmica provocada por terremotos;
– Empuxos de água e solo (horizontais);
– Dinâmicas: provocadas por vibrações de equipamentos mecânicos ou choques.
ENG025
UFBA 
Classificação por 
distribuição
• Concentrada
• Linearmente distribuída
– Constante
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C3
– Constante
– Variável
• Distribuída em 
superfície
ENG025
UFBA 
Classificação por 
modo de atuação
• ações diretas: pesos próprios, pesos de 
equipamentos fixos, vento, neve, empuxo de 
líquidos ou grãos, que podem ser subdivididas 
em:
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C4
• ações indiretas: deformações ou 
deslocamentos devido a variações de 
temperatura, recalques de fundação, sismos, 
retração, fluência, protensão.
ENG025
UFBA 
Classificação por 
variação no tempo
• Permanentes (g)
– intensidade e posição são consideradas constantes ao longo do tempo.
– Ex: Pesos próprios de materiais e componentes da construção, sobrecarga 
devido ao mobiliário em edifícios, etc.
• Variáveis (q)
– Intensidade varia ao longo do tempo.
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C5
– Representadas por um valor máximo associado a uma probabilidade 
de ocorrência.
– Ou tempo de permanência, em 
• ações de longa ou de curta duração; 
• segundo a freqüência da atuação, em ações repetidas ou não repetidas.
• Excepcionais 
– Ocorrência pouco provável durante a vida útil de uma estrutura
ENG025
UFBA 
Classificação por 
variação no tempo
• Variáveis
– Variáveis normais: probabilidade grande de ocorrência, o que 
determina que sejam consideradas obrigatoriamente no projeto;
– Variáveis especiais: de intensidade e natureza especiais.
• Exemplos de ações variáveis: ação do vento, ações devido à variação de 
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C6
• Exemplos de ações variáveis: ação do vento, ações devido à variação de 
temperatura,ações sísmicas, cargas de montagem, etc.
• ações excepcionais 
– Ex: Explosões, incêndios, enchentes, furacões e 
terremotos, impactos de veículos, aviões ou embarcações, 
etc.
ENG025
UFBA 
Classificação por 
variação no espaço
• Fixas
– Posições inalteráveis na estrutura
– pesos próprios de materiais e componentes. Notar que podem ocorrer 
ações com posição fixa, cujo valor, no entanto, pode variar, por 
exemplo, o peso da água em um reservatório.
• Livres
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C7
• Livres
– Posição arbitrária na estrutura.
– cargas móveis
• deslocam-se ao longo da estrutura
• Peso de veículos sobre as estruturas das pontes
– cargas removíveis
• Podem ser arbitrariamente colocadas ou removidas nas estruturas
• por exemplo, as cargas de ocupação dos edifícios
ENG025
UFBA 
Classificação das ações
Variação no 
tempo 
Modo de atuação 
Diretas Indiretas 
Permanentes Peso próprio 
Peso dos elementos de construção 
Peso dos elementos fixos 
Empuxo de terra e líquidos 
Recalques 
Retração 
Fluência 
Erros execução geométricos 
Protensão 
Variáveis Cargas acidentais 
Ação do Vento 
Cargas de construção 
Variação de Temperatura 
Ações dinâmicas 
Excepcionais Furação 
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C8
• AÇÕES PERMANENTES DIRETAS
– Peso próprio dos elementos de 
concreto armado
– Elementos construtivos e das 
instalações permanentes,
– Empuxos devidos ao peso próprio de 
terras não removíveis e ao peso da 
água de piscinas e reservatórios.
• AÇÕES PERMANENTES INDIRETAS
– Deformações impostas pelos 
fenômenos de retração ou fluência 
do concreto, 
– Deslocamentos de apoio
– Imperfeições geométricas ou 
protensão.
Excepcionais 
 
Furação 
Terremotos 
Explosões 
 
ENG025
UFBA 
Peso específico aparente
Classe Materiais (kN/m3) Classe Materiais (kN/m3)
Rochas Arenito 26 Metais Aço 78,5
Basalto 30 Alumínio e ligas 28
Gneiss 30 Bronze 85
Granito 28 Chumbo 114
Mármore e calcáreo 28 Cobre 89
Blocos Artificiais Blocos de argamassa 22 Ferro fundido 72,5
Cimento amianto 20 Estanho 74
Lajotas cerâmicas 18 Latão 85
Tijolos furados 13 Zinco 72
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C9
Tijolos furados 13 Zinco 72
Tijolos maciços 18 Materiais Diversos Aicatrão 12
Tijolos sílico-calcáreos 20 Asfalto 13
Argamassa de cal, cimento e areia 19 Borracha 17
Argamassa de cimento 21 Papel 15
Argamassa de gesso 12,5 12,5 Plástico em folhas 21
Concreto simples 24 24 Vidro plano 26
Concreto armado 25 25
Madeiras Pinho, cedro 5 5
Louro, imbuia, pau óleo 6,5 6,5
Guajuvirá, guatambu, grápia 8
Angico, cabriuva, ipê róseo 10
Revestimentos e 
Concreto
ENG025
UFBA 
Características dos materiais
de armazenagem
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C10
ENG025
UFBA 
Peso específico aparente
• Para situações específicas, devem ser consultados catálogos
do fabricante ou seu departamento técnico, a fim de se tomar
conhecimento do peso específico correto do material.
• Na falta de dados normalizados ou de catálogos, há
necessidade de se determinar experimentalmente os pesos
específicos dos materiais.
• Exercício
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C11
• Exercício
– Calcule do peso próprio de alvenaria de um tijolo furado
revestida, com dimensões de 9cm x 19cm x 19cm,
revestimento com argamassa mista (cimento, areia, cal) de
2cm de espessura. O assentamento dos tijolos será com a
mesma argamassa, com camadas de 1cm de espessura
entre as fiadas horizontais e entre as faces verticais dos
tijolos
ENG025
UFBA 
Peso próprio de 
elementos construtivos
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C12
ENG025
UFBA 
Valores mínimos de 
cargas acidentais
Carga Carga
Uso Local (kN/m2) Uso Local (kN/m2)
Arquibancadas 4,0 Cozinhas não 
residenciais
A ser determinada em cada caso, porém 
com o mínimo
3,0
Bancos Escritórios e banheiros 2,0 Edifícios residenciais Dormitórios, sala, copa, cozinha e 1,5
Salas de diretoria e de gerência 1,5 banheiro
Bibliotecas Sala de leitura 2,5 Despensa, área de serviço e lavanderia 2,0
Sala para depósito de livros 4,0 Escadas Com acesso ao público 3 3,0
Sala com estantes de livros a ser 
determinada. Valor mínimo
6,0 Sem acesso ao público 2,5 2,5
Casas de máquinas Valor mínimo 7,5 Escolas Anfiteatro com assentos fixos Corredor e 3,0
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C13
Casas de máquinas Valor mínimo 7,5 Escolas Anfiteatro com assentos fixos Corredor e 
sala de aula
3,0
Cinemas Platéia com assentos fixos 3 3,0 Outras salas 2,0
Estúdio e platéia com assentos móveis 4,0 Escritórios Salas de uso 
geral e banheiro
2,0
Banheiro 2,0 Forros Sem acesso a pessoas 0,5
Clubes Sala de refeições e de assembléia com 
assentos fixos
3,0 Galerias de arte A ser determinada em cada caso, porém 
com o mínimo
3,0
Sala de refeições e de assembléia com 
assentos móveis
4,0 Galerias de lojas A ser determinada em cada caso 3,0
Salão de danças e salão de esportes 5,0
Sala de bilhar e banheiro 2,0
Corredores Com acesso ao público 3,0
Sem acesso ao público 2,0
ENG025
UFBA 
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C14
VENTO
NBR 6123/1988- Forças devidas ao vento em edificações
ENG025
UFBA 
Fatores
• A força de vento a ser utilizada no projeto depende 
de vários fatores:
– local (cidade)
– dimensões da edificação
– tipo de terreno (plano, morro, topo de montanha)
– rugosidade do terreno (livre, com obstáculos)
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C15
– rugosidade do terreno (livre, com obstáculos)
– tipo de ocupação (residencial, deposito ...).
• Pressão estática do vento: q = 0,613 Vk2
– q (N/m2) e Vk (m/s)
• Vk = V0 × S1 × S2 × S3, onde:
– S1 = fator topográfico;
– S2 = fator rugosidade do terreno;
– S3 = fator estatístico em função do uso da edificação.
ENG025
UFBA 
Gráfico de isopletas
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C16
ENG025
UFBA 
GRADIENTE DE 
VELOCIDADE DO VENTO
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C17
ENG025
UFBA 
Fator topográfico, S1
• Terreno plano ou 
fracamente 
acidentado: S1 = 1,0
• Vales profundos, 
protegidos de ventos 
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C18
protegidos de ventos 
de qualquer direção: 
S1 = 0,9. 
• Taludes e morros: 
Depende do ponto 
onde a edificação será 
construída;
ENG025
UFBA 
fator de rugosidade do terreno S2
• Número de obstáculos entre o vento e a edificação 
em análise e altura do ponto de aplicação da carga 
de vento, e as dimensões do edifício.
– Classe A: Todas as unidades de vedação, seus elementos de fixação e 
peças individuais de estruturas sem vedação. Toda edificação na qual a 
maior dimensão horizontal ou vertical não exceda 20 m.
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C19
– Classe B: Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior 
dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal esteja entre 20 m 
e 50 m. 
– Classe C: Toda edificação ou parte de edificação para a qual a maior 
dimensão horizontal ou vertical da superfície frontal exceda 50 m, 
porém seja inferior a 80m.
– Edificações com dimensão superior a 80m, não são definidas classes e 
o tempo de rajada (definido em função das classes acima) é calculado 
para cada Caso.
ENG025
UFBA 
fator de rugosidade do terreno S2
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C20
ENG025
UFBA 
fator de rugosidade do terreno S2
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C21
ENG025
UFBA 
fator estatístico S3
• Conceitos estatísticos e considera o grau de segurança 
requerido e a vida útil da edificação. 
• O nível de probabilidade (63%) e a vida útil (50 anos) 
adotados são considerados adequados para edificações 
normais destinadas a moradias, hotéis, escritórios (grupo 2). 
Para outros usos o nível de segurança adequado pode ser 
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C22
Para outros usos o nível de segurança adequado pode ser 
maior (p.e. hospitais) ou menor (p.e. parede de vedação).
ENG025
UFBA 
Força de arrasto
• Fa = Ca × q × A
– Fa = força de arrasto;
– Ca = coeficiente de arrasto;
– A = área da fachada onde incide o vento (usualmente 
altura x largura do pavimento).
• Turbulência
– Alta turbulência 
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C23
– Alta turbulência 
– Altura não excede duas vezes a altura média das 
edificações nas vizinhanças, estendendo-se estas, na 
direção e no sentido do vento incidente, a uma distância 
mínima de:
• 500 m, para uma edificação de até 40 m de altura;
• 1000 m, para uma edificação de até 55 m de altura;
• 2000 m, para uma edificação de até 70m de altura;
• 3000 m, para uma edificação de até 80 m de altura.
ENG025
UFBA 
Coeficiente de arrasto
Baixa Alta
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C24
ENG025
UFBA 
Ações do vento
Prof. Ricardo Fernandes Carvalho, C25