Introdução Cap 2

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2 CRITÉRIOS DE PROJETO 
2.1 Requisitos Básicos de Projeto 
 Qualquer estrutura, seja parte dela ou em sua totalidade, deve resistir com 
margem de segurança a todos as solicitações provenientes de carregamentos aplicados, 
além de não apresentar deformações excessivas ou fissuração indesejável que possa 
comprometer sua utilização e durabilidade. A segurança das estruturas envolve a 
verificação da capacidade de carga, da estabilidade e da capacidade de utilização e 
durabilidade durante a vida útil prevista. 
2.1.1 Agressividade do Ambiente 
 A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas 
que atuam sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas, das 
variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no 
dimensionamento das estruturas de concreto. 
 
Tabela 1: Classes de agressividade ambiental (NBR 6118). 
Classe de 
agressividade 
ambiente 
Agressividade Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto 
Risco de 
deterioração da 
estrutura 
Rural I Fraca Submersa Insignificante 
II Moderada Urbana1), 2) Pequeno 
Marinha1) III Forte Industrial1), 2) Grande 
Industrial1), 3) IV Muito Forte Respingos de Maré Elevado 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 14 
 
1) Pode-se admitir um micro clima com uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) 
para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de 
apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com 
argamassa e pintura). 
2) Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) em: obras de regiões de 
clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura protegidas de 
chuva em ambientes predominantemente secos, ou regiões onde chove raramente. 
3) Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em 
indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas. 
 
 
 Nos projetos das estruturas correntes, a agressividade ambiental deve ser 
classificada de acordo com o apresentado na Tabela 1 e pode ser avaliada, 
simplificadamente, segundo as condições de exposição da estrutura ou de suas partes. 
2.1.2 Critérios de Projeto que Visam a Durabilidade Segundo a NBR 
6118 
2.1.2.1 Simbologia específica desta seção 
 De forma a simplificar a compreensão e, portanto, a aplicação dos conceitos 
estabelecidos nesta seção, os símbolos mais utilizados, ou que poderiam gerar dúvidas, 
encontram-se definidos: 
ƒ minc - cobrimento mínimo 
ƒ nomc - cobrimento nominal (cobrimento mínimo acrescido da tolerância de 
execução) 
ƒ UR - umidade relativa do ar 
ƒ ∆c - Tolerância de execução para o cobrimento 
 
 
2.1.2.2 Qualidade do concreto de cobrimento da armadura 
ƒ Atendidas as demais condições estabelecidas nesta seção, a durabilidade das 
estruturas é altamente dependente das características, como espessura e 
qualidade do concreto e cobrimento da armadura; 
ƒ Ensaios comprobatórios de desempenho da durabilidade da estrutura frente ao 
tipo e nível de agressividade previsto em projeto devem estabelecer os 
parâmetros mínimos a serem atendidos. Na falta destes e devido à existência de 
uma forte correspondência entre a relação água/cimento, a resistência à 
compressão do concreto e sua durabilidade, permite-se adotar os requisitos 
mínimos expressos na Tabela 2. 
 
 
 
 
 
 
 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 15 
 
Tabela 2: Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto (NBR 6118). 
Classes de agressividade Concreto Tipo I II III IV 
CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45 Relação água/cimento 
em massa CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45 
CA ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40 Classe de concreto 
(NBR 8953) CP ≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40 
NOTAS 
1 O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir os requisitos estabelecidos na NBR 
12655. 
2 CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado. 
3 CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido. 
 
 
ƒ Para edificações, deverão ser seguidas recomendações para a escolha da 
espessura da camada de cobrimento da armadura de acordo com a Tabela 3 a 
serem exigidos para diferentes tipos de elementos estruturais, visando a garantir 
um grau adequado de durabilidade para a estrutura. 
 
 
Tabela 3: Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento nominal para ∆c = 
10mm. 
Classe de Agressividade 
I II III IV 3) Tipo de Estrutura Elemento Cobrimento Nominal (mm) 
Laje 2) 20 25 35 45 Concreto 
Armado Viga/Pilar 25 30 40 50 
Concreto 
Protendido 1) Todos 30 35 45 55 
1) Cobrimento nominal da armadura passiva que envolve a bainha ou os fios, cabos e cordoalhas 
sempre superiores ao especificado para o elemento de concreto armado, devido aos riscos de corrosão 
fragilizante sob tensão. 
2) Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com 
revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento tais 
como pisos de elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros tantos, as exigências 
desta tabela podem ser substituídas por 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal ≥ 15 mm. 
3) Nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, 
condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes químicos são intensamente 
agressivos, a armadura deve ter cobrimento nominal ≥ 45 mm. 
 
 
ƒ Os requisitos das tabelas 2 e 3 são válidos para concretos executados com 
cimento Portland que atenda, conforme seu tipo e classe, às especificações das 
NBR 5732, NBR 5733, NBR 5735, NBR 5736, NBR 5737, NBR 11578, NBR 
12989 ou NBR 13116, com consumos mínimos de cimento por metro cúbico de 
concreto de acordo com a NBR 12655; 
ƒ Não é permitido o uso de aditivos contendo cloreto na sua composição em 
estruturas de concreto armado ou protendido; 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 16 
 
ƒ A proteção das armaduras ativas externas deve ser garantida pela bainha, 
completada por graute, calda de cimento Portland sem adições, ou graxa 
especialmente formulada para esse fim; 
ƒ Atenção especial deve ser dedicada à proteção contra a corrosão das ancoragens 
das armaduras ativas; 
ƒ Para o cobrimento deve ser observado: 
o Para atender aos requisitos estabelecidos na NBR 6118, o cobrimento 
mínimo da armadura é o menor valor que deve ser respeitado ao longo de 
todo o elemento considerado e que se constitui num critério de aceitação; 
o Para garantir o cobrimento mínimo ( minc ) o projeto e a execução devem 
considerar o cobrimento nominal ( nomc ), que é o cobrimento mínimo 
acrescido da tolerância de execução (∆c). Assim, as dimensões das 
armaduras e os espaçadores devem respeitar os cobrimentos nominais, 
estabelecidos na Tabela 3, para ∆c = 10 mm; 
o Nas obras correntes o valor de ∆c deve ser maior ou igual a 10 mm; 
o Quando houver um adequado controle de qualidade e rígidos limites de 
tolerância da variabilidadedas medidas durante a execução pode ser 
adotado o valor ∆c = 5 mm, mas a exigência de controle rigoroso deve 
ser explicitada nos desenhos de projeto. Permite-se, então, a redução dos 
cobrimentos nominais prescritos na Tabela 3 em 5 mm; 
o Os cobrimentos nominais e mínimos estão sempre referidos à superfície 
da armadura externa, em geral à face externa do estribo. O cobrimento 
nominal de uma determinada barra deve sempre ser: 
a) φ≥nomc barra (armadura passiva); 
b) φ≥nomc feixe = nφ = nφ (feixe de armadura passiva); 
c) φ5,0≥nomc bainha (armadura ativa). 
o A dimensão máxima característica do agregado graúdo utilizado no 
concreto não pode superar em 20% a espessura nominal do cobrimento, 
ou seja, dmáx ≤ 1,2 nomc ; 
o No caso de elementos estruturais pré-fabricados, os valores relativos ao 
cobrimento das armaduras (Tabela 3) devem seguir o disposto na NBR 
9062. 
2.1.2.3 Detalhamento das armaduras 
ƒ As barras devem ser dispostas dentro do componente ou elemento estrutural, de 
modo a permitir e facilitar a boa qualidade das operações de lançamento e 
adensamento do concreto; 
ƒ Para garantir um bom adensamento é vital prever no detalhamento da disposição 
das armaduras espaço suficiente para entrada da agulha do vibrador. 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 17 
 
2.2 Estados Limites (NBR 6118) 
 O estado limite é definido como aquele em que a estrutura se apresenta em 
condições inadequadas para seu uso. Os estados limites se apresentam em dois grupos: 
Estados Limites Últimos e Estados Limites de Utilização. 
2.2.1 Estados Limites Últimos (ELU) 
 Estados Limites Últimos são aqueles relacionados ao colapso, ou a qualquer 
outra forma de ruína estrutural, que determine a paralisação do uso da estrutura. Como a 
ocorrência de um estado limite último, pode envolver perda de vidas humanas, portanto, 
sua probabilidade de ocorrência deve ser muito baixa. 
 A segurança das estruturas de concreto deve sempre ser verificada em relação 
aos seguintes estados limites últimos: 
ƒ Resistência: quando a resistência de uma ou mais regiões da estrutura é atingida, 
resultando no colapso parcial ou total; 
ƒ Perda de Equilíbrio: estado limite último da perda do equilíbrio da estrutura, 
admitida como corpo rígido (esse estado limite não depende das resistências dos 
materiais e corresponde ao início da movimentação das estruturas, ou parte dela , 
como corpo rígido); 
ƒ Formação de um mecanismo: ocorre quando a estrutura se transforma num 
mecanismo devido à formação de rótulas plásticas em número suficiente de 
regiões, tornando a estrutura instável; 
ƒ Flambagem: flambagem local ou parcial da estrutura causada por deformações; 
ƒ Fadiga: ocorre em estruturas sujeitas a tensões cíclicas. Embora ocorra em 
situações de cargas de serviço, a fadiga é considerada como estado limite último 
porque ela causa a ruptura do material; 
ƒ outros estados limites últimos que eventualmente possam ocorrer em casos 
especiais. 
2.2.2 Estados Limites de Utilização (Serviço) 
 Estados Limites de Serviço são aqueles relacionados à durabilidade das 
estruturas, aparência, conforto do usuário e da boa utilização funcional da mesma, seja 
em relação aos usuários, seja as máquinas e aos equipamentos utilizados. 
 A segurança das estruturas de concreto pode exigir a verificação de alguns dos 
seguintes estados limites de serviço: 
ƒ Estado de deformação excessiva: estado em que as deformações ultrapassam os 
limites aceitáveis para a utilização da estrutura. Estas deformações podem causar 
danos inaceitáveis em elementos não estruturais ou uma aparência indesejável à 
estrutura. 
ƒ Estado de fissuração inaceitável: estado em que as fissuras se apresentam com 
abertura prejudicial ao uso ou a durabilidade da estrutura. 
ƒ Vibrações excessivas: ocorre quando as vibrações atingem intensidade 
inaceitável, podendo causar desconforto ou perda da utilidade da estrutura. 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 18 
 
2.3 Ações (NBR 6118) 
 As ações (F) são qualquer causa capaz de provocar esforços ou deformações nas 
estruturas. 
 Na análise estrutural deve-se levar em conta todas as ações que possam produzir 
efeitos significativos para a segurança da estrutura em exame, levando-se em conta os 
possíveis estados limites últimos e serviço. 
 As ações podem ser : 
ƒ Diretas: constituída por forças; 
ƒ Indiretas: oriundas de deformações impostas. 
 
 Segundo a variabilidade no tempo, as ações são classificam de acordo com a 
NBR 8681 em permanentes, variáveis e excepcionais. 
2.3.1 Ações Permanentes 
 Ações permanentes são aquelas que ocorrem com valores praticamente 
constantes durante toda a vida útil da construção. Também são consideradas como 
permanentes as ações que crescem no tempo, tendendo a um valor limite constante. As 
ações permanentes devem ser consideradas com seus valores representativos mais 
desfavoráveis para a segurança. 
2.3.1.1 Ações permanentes diretas (Fg) 
 As ações permanentes diretas são constituídas pelo peso próprio dos elementos 
construtivos permanentes, peso próprio da estrutura, equipamentos fixos, empuxos 
devido ao peso próprio de terras e hidrostático em casos particulares. 
2.3.1.2 Ações permanentes indiretas (Fε) 
 As ações permanentes indiretas são constituídas pelas deformações impostas por 
retração e fluência do concreto, deslocamentos de apoio, imperfeições geométricas e 
protensão. 
2.3.2 Ações Variáveis (Fq) 
 São as ações que ocorrem com valores que apresentam variações significativas 
em torno de sua média, durante a vida da construção, tais como: 
 
ƒ Cargas acidentais (pessoas, mobiliário, veículos, etc.); 
ƒ Forças de frenagem, de impacto e centrífugas; 
ƒ Variações de temperatura; 
ƒ Atrito nos aparelhos de apoio; 
ƒ Pressão do vento; 
ƒ Pressões hidrostáticas e aerodinâmicas (em geral). 
 
 Em função de sua probabilidade de ocorrência se classificam em: 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 19 
 
ƒ Ações variáveis normais: probabilidade de ocorrência suficientemente grande 
para que sejam obrigatoriamente consideradas no projeto das estruturas de um 
dado tipo de estruturas. 
ƒ Ações variáveis especiais: ações sísmicas ou cargas acidentais de natureza ou 
intensidade especiais. 
2.3.3 Ações Excepcionais 
 As ações decorrem de causas tais como: 
ƒ Explosões; 
ƒ Choque de veículos; 
ƒ Incêndios; 
ƒ Enchentes ou sismos excepcionais. 
2.4 Solicitações (NBR 6118) 
 Os esforços que provocam solicitações na estrutura são: momentos fletores, 
forças cortantes, forças normais, momentos torçores. 
 
Onde: 
gS são provocadas por gF (ações permanentes diretas) 
qS são provocadas por qF (ações variáveis) 
εS são provocadas por εF (ações permanentes diretas) 
2.5 Valores Característicos e de Cálculo (NBR 6118) 
2.5.1 Valores Característicos 
 Os valores característicos das resistências dos materiais ( kR ), das ações ( kF ) e 
das solicitações ( kS ) são valores que apresentam uma probabilidade prefixada de não 
serem ultrapassados. 
 kR é um valor que tem 95% de probabilidade de ser ultrapassado no sentido 
favorável (i.e., existe uma probabilidade de 95% dos resultadosindividuais obtidos nos 
ensaios de corpos de prova serem superiores a kR ). 
 kF é um valor que apresenta 5% de probabilidade de ser ultrapassado durante a 
vida útil da estrutura. Os valores nominais fixados para as ações a serem considerados 
no cálculo estão indicados nas normas: 
 
 NB-5: cálculo de edifícios 
 NB-6: pontes rodoviárias 
 NB-7: pontes ferroviárias 
 NB-599: ação do vento 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 20 
 
 Logo, kS é efeito de kF . 
2.5.2 Valores de Cálculo 
 Os valores de cálculo das ações, solicitações e da resistência dos materiais são os 
valores a serem adotados no cálculo nos Estados Limites. 
2.5.2.1 Valores de Cálculo das Ações e Solicitações 
 Os valores são calculados pelas equações: 
 
kfd FF γ= 
kfd SS γ= (1) 
 
onde: fγ = coeficiente de segurança que leva em consideração: 
ƒ variações desfavoráveis das ações e solicitações; 
ƒ aproximações inevitáveis das hipóteses de cálculo; 
ƒ imprecisões geométricas da construção. 
 
 Se o cálculo das solicitações for feito por processo linear o coeficiente fγ 
poderá ser aplicado à ação característica ou diretamente a solicitação característica: 
 
 ( )kfd FSS γ= ou ( )kfkfd FSSS γγ == 
 
onde: ( )kf FS γ representa o efeito de kf Fγ . Se o cálculo da solicitação for feito por 
processo não linear, o coeficiente fγ será aplicado à ação característica: 
 
 ( )kfd FSS γ= 
 
2.5.2.2 Valores de fγ da NBR-6118 (11.7.1) 
 
Carga permanente: 4,1=fγ em geral 
9,0=fγ quando a influência da carga permanente 
for favorável 
Carga acidental: 4,1=fγ acrescido de impacto quando houver 
Deformações impostas: 2,1=fγ 
 
 O cálculo no estado limite último é feito então com a mais desfavorável das 
seguintes solicitações: 
 
kqkgkd SSSS ε2,14,14,1 ++= 
kqkgkd SSSS ε2,14,19,0 ++= (2) 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 21 
 
No cálculo de edifícios, pode ser considerado apenas a primeira destas expressões. 
 
Observação: No caso de ações acidentais de diferentes origens com pouca probabilidade 
de ocorrência simultânea que causam as solicitações ....321 qkqkqk SSS ≥≥ , pode-se 
considerar: 
 
 ( )...8,0 32 +++= qkqkgkd SSSS 
 
2.5.2.3 Cálculo nos Estados Limites de Utilização 
 
 Considera-se: 
 kqkgkd SSSS εχ ++= 
 A observação acima também se aplica neste caso. χ é um coeficiente que leva 
em conta a probabilidade de ocorrência dos valores máximos de qkS . 
 7,0=χ para estruturas de edifícios 
 5,0=χ para as demais 
 
2.5.2.4 Valores de Cálculo das Resistências dos Materiais 
 
Concreto: cckcd ff γ= compressão 
 ctktd ff γ= tração 
Aço: 
sykyd
ff γ= tração 
 syckycd ff γ= compressão 
 
cγ e sγ são coeficientes de ponderação das resistências. Levam em conta: 
ƒ variação dos materiais 
ƒ defeitos de ensaios 
ƒ correlação entre os corpos de prova e a realidade 
 
 
15,1=sγ desde que sejam obedecidas as exigências da EB-3. 
25,1=sγ em obras de pequena importância quando as exigência da norma EB-3 
não são obedecidas. 
4,1=cγ em geral. 
3,1=cγ no caso de peças pré-moldadas em usinas. 
5,1=cγ no caso de peças em condições desfavoráveis de execução. 
2.6 Cálculo Segundo a NBR 6118 
 A condição de segurança no estado limite último é dada pela expressão 
 
 ( ) kssscc SRRR γγγ ≥, 
Construções de Concreto Capítulo 2 – Critérios de Projeto - 22 
 
 A resistência interna de uma seção, onde cR e sR são as resistências oferecidas 
pelo concreto e o aço, deve ser maior ou igual a solicitação de cálculo nela atuante. Os 
coeficientes cγ , sγ e fγ tem os valores indicados nos itens anteriores. 
2.7 Etapas do Dimensionamento Estrutural 
As etapas do dimensionamento estrutural compreendem: 
 
Definição das necessidades e prioridades do cliente; 
Elaboração do esquema estrutural (lançamento da estrutura), fixando a disposição geral, 
condições de apoio, dimensões, etc; 
Estabelecimento das hipóteses de carga: combinações das ações que atuam na estrutura 
de modo a obterem-se as situações mais desfavoráveis; 
Determinação dos esforços solicitantes; 
Cálculo das seções (via de regra, apenas as seções críticas); 
Verificação dos estados limites de utilização.