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CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 HISTÓRICO NB-01 - Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado: a primeira versão foi publicada em 1960, recebendo esse número por ter sido a primeira Norma da ABNT. Em 1978, a NB-01 sofreu uma revisão, passando-se a ser denominada por NB-1/1978 e posteriormente NBR 6118. Nova revisão foi iniciada em 1990 e terminada em 2003, denominada como NBR 6118:2003. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 NBR 6118:2003 Projeto de estruturas de concreto – Procedimento válida a partir de 30.03.2004 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Fixa os requisitos mínimos básicos exigíveis para projeto de estruturas de concreto armado, simples e protendido (excluídos concreto leve, pesado ou especiais) • massa específica entre 2.000 e 2.800 kgf/m³ • grupo I de resistência (C10 à C50) NBR-8953 Não inclui estados limites gerados por sismos, impactos, explosões e fogo. Obriga a verificação do efeito do vento sobre qualquer edificação, de acordo com a NBR-6123 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 “A classe C20 (20 MPa.) ou superior, se aplica a concreto com armadura passiva (concreto armado) e a classe C25 (25 MPa.), ou superior, a concreto com armadura ativa (protendido). A classe C15 (15 MPa.) pode ser usada apenas em fundações, conforme NBR 6122, e em obras provisórias.” CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 NOVOS TÓPICOS da NBR 6118:2003 • Garantia da Qualidade • Durabilidade • Limites para deslocamentos • Análise estrutural • Instabilidade global • Regiões e elementos especiais CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 DEFINIÇÕES DE QUALIDADE Qualidade é a conformidade do produto com requisitos ou especificações previamente estabelecidos, é a adequação ou conveniência do produto ao uso pretendido. A qualidade de uma construção pode ser definida como capacidade de atender às necessidades dos usuários nas condições de uso para as quais foi projetada. Pode-se considerar as necessidades atendidas, de modo geral, se forem satisfeitos os requisitos relativos à segurança, ao bom desempenho em serviço, à durabilidade, ao conforto visual, acústico, tátil e térmico, à higiene e à economia, dentre outros. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 REQUISITOS PARA QUALIDADE DA ESTRUTURA • Capacidade resistente (ruptura) • Desempenho em serviço (fissuração excessiva, deformações inconvenientes e vibrações indesejáveis) • Durabilidade (conservação da estrutura em condições adequadas de serviço durante sua vida útil) CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO “As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que, sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto, conservam sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante toda a sua vida útil.” CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 A DURABILIDADE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO REQUER COOPERAÇÃO E ESFORÇO DE PELO MENOS SEIS RESPONSÁVEIS: • Proprietário, • Responsável pelo projeto arquitetônico, • Responsável pelo projeto estrutural, • Responsável pela tecnologia do concreto, • Responsável pela construção, • Proprietário/Usuário. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS “Entende-se por vida útil de projeto o período de tempo durante o qual se mantêm as características das estruturas de concreto, sem exigir medidas extras de manutenção e reparo. Após esse período que começa a efetiva deterioração da estrutura, com o aparecimento de sinais visíveis como corrosão da armadura, desagregação do concreto, fissuras, etc.” CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 ����������� ���� � � � � � � � � �� ���� �������� ��������� � � ����� ������� �������������� ��� ��������������� ��� ������������������� �� ������������������� �� ����������������� ��� ��� CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 VIDA ÚTIL DE PROJETO Período de tempo que vai até a despassivação da armadura, normalmente denominado de período de iniciação. Normalmente corresponde ao período de tempo necessário para que a carbonatação ou cloretos atinjam a armadura. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 VIDA ÚTIL DE SERVIÇO 1 e 2 Período de tempo que vai até o momento em aparecem manchas na superfície do concreto, fissuras ou destacamento no concreto de cobrimento das armaduras. A esse período de tempo associa-se a chamada vida útil de serviço ou de utilização. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 VIDA ÚTIL ÚLTIMA OU RUÍNA Período de tempo que vai até a ruptura ou colapso parcial ou total da estrutura. A esse período de tempo associa-se a chamada vida útil ou total. Corresponde ao período de tempo no qual há uma redução significativa da seção resistente da armadura ou uma perda importante da aderência armadura/concreto, acarretando o colapso parcial ou total da estrutura. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 IMPORTÂNCIA DA DURABILIDADE Em países desenvolvidos estima-se que 40% dos recursos da indústria da construção sejam aplicados no reparo e manutenção de estruturas já existentes CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 CUSTOS DE INTERVENÇÕES Os custos de intervenção na estrutura para atingir um certo nível de durabilidade e proteção, crescem exponencialmente quanto mais tarde for essa intervenção. A evolução desse custo pode ser assimilado ao de uma progressão geométrica de razão 5, conhecida por “Lei dos 5” ou Regra de Sitter. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 FASE DE PROJETO Toda medida tomada a nível de projeto com o objetivo de aumentar a proteção e a durabilidade da estrutura que implica num custo que pode ser associado ao número 1 (um). CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 FASE DE EXECUÇÃO Toda medida extra-projeto, tomada durante a fase de execução propriamente dita, implica num custo 5 (cinco) vezes superior ao custo que acarretaria tomar uma medida equivalente na fase de projeto, para obter-se o mesmo nível final de durabilidade ou vida útil da estrutura. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 FASE DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA As operações isoladas de manutenção do tipo: pinturas freqüentes, limpeza de fachadas sem beirais e sem proteções, impermeabilização de coberturas e reservatórios mal projetados, e outrasnecessárias a assegurar as boas condições da estrutura durante o período de sua vida útil, podem custar até 25 vezes mais que medidas corretas tomadas na fase de projeto estrutural ou arquitetônico. Por outro lado podem ser cinco vezes mais econômicas se a estrutura apresentar problemas patológicos evidentes que requeiram uma manutenção corretiva. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 FASE DE MANUTENÇÃO CORRETIVA Corresponde aos trabalhos de diagnóstico, reparo, reforço e proteção das estruturas que já perderam sua vida útil de projeto e apresentam sua vida útil de projeto e apresentam manifestações patológicas evidentes. A estas atividades pose-se associar um custo de 125 vezes superior ao custo das medidas que poderiam ter sido tomadas na fase de projeto e que implicariam num mesmo nível de durabilidade que se estime dessa obra após essa intervenção corretiva. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 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.” CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 AGRESSIVIDADE AMBIENTAL CLASSE NIVEL TIPO DO AMBIENTE RISCO DE DETERIORAÇÃO I Fraca Rural Insignificante Submersa II Moderada Urbana Pequeno III Forte Marinha Grande Industrial (brando) IV Muito forte Industrial (agressivo) Elevado Respingos de maré CLASSES DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL NBR 6118:2003 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 CLASSE DE AGRESSIVIDADE CONCRETO TIPO I II III IV CA ≤≤≤≤ 0,65 ≤≤≤≤ 0,60 ≤≤≤≤ 0,55 ≤≤≤≤ 0,45 Relação A/C CP ≤≤≤≤ 0,60 ≤≤≤≤ 0,55 ≤≤≤≤ 0,50 ≤≤≤≤ 0,45 CA ≥≥≥≥ C20 ≥≥≥≥ C25 ≥≥≥≥ C30 ≥≥≥≥ C40 Classe de concreto CP ≥≥≥≥ C25 ≥≥≥≥ C30 ≥≥≥≥ C35 ≥≥≥≥ C40 CLASSE DE AGRESSIVIDADE x QUALIDADE DO CONCRETO CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO x RELAÇÃO A/C RELAÇÃO A/C TIPO DE CIMENTO 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 CP I - 32 28 32 37 41 47 CP II - 32 24 28 31 35 39 CP II – 40 28 32 36 41 46 CP III – 32 23 27 31 36 41 CP III – 40 27 32 37 42 49 CP IV – 32 24 28 32 36 41 CP V - ARI/RS 30 33 38 42 46 CP V - ARI 33 38 42 47 53 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 PERMEABILIDADE x RELAÇÃO A/C CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 POROSIDADE : são os espaços vazios da massa do concreto. Poros capilares são geralmente interconectados e são a principal causa da permeabilidade do concreto. CAUSA = evaporação da água e do ar retidos no concreto. IMPOTÂNCIA = uma das principais características determinantes da durabilidade das estruturas de concreto armado. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 INDICES DE REFERÊNCIAS POROSIDADE DO CONCRETO • < 10% = concreto de boa qualidade e compacidade • de 10% a 15% = concreto de moderada qualidade • > 15% = concreto de durabilidade inadequada CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 FATOR A/C x POROSIDADE DO CONCRETO • A/C = 0,50 →→→→ POROSIDADE = 7,5 • A/C = 0,46 →→→→ POROSIDADE = 6,5 • A/C = 0,41 →→→→ POROSIDADE = 5,6 • A/C = 0,33 →→→→ POROSIDADE = 3,5 CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 COBRIMENTOS DO CONCRETO “ 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. Para garantir o cobrimento mínimo (cmin) o projeto e a execução devem considerar o cobrimento nominal (cnom), que é o cobrimento mínimo acrescido da tolerância de execução (∆∆∆∆c). Assim as dimensões das armaduras e os espaçadores devem respeitar os cobrimentos nominais.” CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 “Nas obras correntes o valor de ∆∆∆∆c deve ser maior ou igual a 10 mm. Quando houver um adequado controle de qualidade e rígidos limites de tolerância da variabilidade das 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.” CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Cobrimento do Concreto Valor nominal CNom.= C Min. +C CMin. Cobrimento Mínimo(Depende do meio ambiente) C Controle deQualidade C C = 0,5 cm Com Controle e Cura Adequados = 1,0 a 2,0 cm Sem Controle e Cura Adequados Nom.C Nom.C CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 COBRIMENTOS NOMINAIS (mm) para ∆∆∆∆c = 10mm 50403025Vigas e Pilares em concreto armado 45352520Lajes em concreto armado IV Muito Forte III Forte II Moderada I Fraca Classe de Agressividade Ambiental CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 LIMITES PARA DESLOCAMENTOS CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 De acordo com recomendação do fabricante do equipamento Ocorrido após nivelamento do equipamento Laboratórios Elementos que suportam equipamentos sensíveis �/600Ocorrido após a construção do piso �/350 + contra-flecha2)TotalGinásios e pistas de bolichePavimentos que devem permanecer planos �/2501)TotalCoberturas e varandasSuperfícies que devem drenar água Estrutura em serviço �/350Devidos a cargas acidentaisVibrações sentidas no pisoOutro �/250TotalDeslocamentos visíveis em elementos estruturais VisualAceitabilidade sensorial Deslocamento limiteDeslocamento a considerarExemploRazão da limitaçãoTipo de deslocamento Tabela 13.2. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Se os deslocamentos forem relevantes para o elemento considerado, seus efeitos sobre as tensões ou sobre a estabilidade da estrutura devem ser considerados, incorporando-as ao modelo estrutural adotado. Afastamento em relação às hipóteses de cálculo adotadas Efeitos em elementos estruturais H/400Deslocamento provocado pelas ações decorrentes da frenação Desalinhamento de trilhosPonte rolante �/175Deslocamento ocorrido após construção do forro Revestimentos pendurados ou com juntas �/350Ocorrido após construção do forro Revestimentos colados Hi/500Provocado por diferença de temperatura Movimentos térmicos horizontais Forros �/4007) ou 15 mm Provocado por diferença de temperatura Movimentos térmicos verticais H/2500 ou Hi/12505) entre pavimentos6) Provocado pela ação do vento para combinação freqüente (ψ1=0,20) Movimento lateral de edifícios �/2503) ou 25 mm Ocorrido após a instalação da divisória Divisórias leves e caixilhos telescópicos �/5003) ou 10 mm ou θ=0,0017 rad4) Após a construção da parede Alvenaria, caixilhos e revestimentos ParedesEfeitos em elementos não estruturais Deslocamento limiteDeslocamento a considerarExemploRazão da limitaçãoTipo de deslocamento CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003Belo Horizonte – 20 de março de 2007 PREMISSAS NECESSÁRIAS À ANÁLISE ESTRUTURAL A análise deve ser feita com um modelo estrutural realista, que permita representar de maneira clara todos os caminhos percorridos pelas ações até os apoios da estrutura e que permita também representar a resposta não linear dos materiais. Em casos mais complexos a interação solo-estrutura deve ser contemplada pelo modelo. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 TIPOS DE ANÁLISE ESTRUTURAL • Análise linear • Análise linear com redistribuição • Análise plástica • Análise não-linear • Análise através de modelos físicos CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 INSTABILIDADE GLOBAL CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Nas estruturas de concreto armado o estado limite último de instabilidade é atingido sempre que, ao crescer a intensidade do carregamento e portanto das deformações, há elementos submetidos à flexo-compressão em que o aumento da capacidade resistente passa a ser inferior ao aumento da solicitação. Existem nas estruturas três tipos de instabilidade: a) nas estruturas sem imperfeições geométricas � flambagem; b) perda de estabilidade por passagem brusca de uma configuração para outra reversa da anterior; c) perda de estabilidade a capacidade resistente ao crescer a intensidade do carregamento. CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 REGIÕES ESPECIAIS CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Figura 21.1 - Regiões de pressão localizada CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Figura 21.2 - Regiões de articulação de concreto CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Figura 21.3 - Pressões junto a um pino embutido em um elemento estrutural de concreto CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Figura 21.4 - Aberturas em paredes planas de concreto armado CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Figura 21.5 - Abertura vertical em vigas CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 ELEMENTOS ESPECIAIS CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Figura 22.2 - Armação típica de viga parede com h ≤≤≤≤ L CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Figura 2.3 - Modelo biela-tirante para consolo curto CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Figura 22.5 - Modelo biela-tirante para um dente Gerber CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 AÇÕES DINÂMICAS CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Para assegurar comportamento satisfatório das estruturas sujeitas a vibrações, deve-se afastar o máximo possível a freqüência própria da estrutura (f) da freqüência crítica (fcrit), que depende da destinação da respectiva edificação. 1,6 a 4,5Passarelas de pedestres ou ciclistas 3,4Salas de concerto com cadeiras fixas 3,0 a 4,0Escritórios 7,0Salas de dança ou de concerto sem cadeiras fixas 8,0Ginásio de esportes fcritCaso Tabela 23.1 – Freqüência crítica para alguns casos especiais de estruturas submetidas a vibrações pela ação de pessoas CONCEITOS FUNDAMENTAIS NBR 6118:2003 Belo Horizonte – 20 de março de 2007 Obrigado pela atenção
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