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ESTRUTURAS EM MADEIRA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS UNIDADE DIVINÓPOLIS AULA 6 Ações e Segurança da Norma Brasileira PROF. MARLON BATISTA FERREIRA 1º Semestre 2015 1 NBR 7190/82 Método das Tensões Admissíveis Conceito de Segurança: Capacidade de suportar as diversas ações que vierem a solicitá-la durante a sua vida útil, de maneira a satisfazer as condições funcionais a que se destinava por ocasião de sua construção. Modelo de Segurança da Norma Brasileira Verificação da Segurança Estrutural Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira construção. Hipótese do Método � comportamento estrutural de um certo corpo determinístico; � condição a ser satisfeita para que a estrutura apresente segurança em relação a um tipo de solicitação: .1 com >=≤ i i s R R γ γ σ σs = tensões máximas que aparecem por ocasião da utilização da estrutura; R = tensão de ruptura ou escoamento do material; γi = coeficiente de segurança interno 2 Verificação da Segurança Estrutural NBR 7190/82 Método das Tensões Admissíveis Característica Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira Característica � estabelece uma distância entre as tensões de serviço e as tensôes de ruptura e não entre o carregamento de serviço e o carregamento de ruptura ou colapso. Desvantagem � Característica do modelo é limitante quando a estrutura deixa de apresentar um comportamento linear; � Perda de Linearidade: o coeficiente de segurança interno γi passa a não ser mais representativo da segurança da estrutura. 3 Verificação da Segurança Estrutural NBR 7190/97 Método dos Estados Limites Conceito de Segurança: É a capacidade que a estrutura apresenta de suportar as diversas ações que vierem a solicitá-la durante a sua vida útil, sem atingir qualquer estado limite. Classificação dos Estados Limites Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira Classificação dos Estados Limites � Estados Limites Últimos � Estados Limites de Utilização Estados Limites Últimos Determina a paralisação parcial ou total da estrutura em função de deficiências relativas a: • perda de equilíbrio; • ruptura ou deformação plástica; • transformação da estrutura em sistema hipostático; • instabilidade por deformação; • instabilidade dinâmica. 4 Verificação da Segurança Estrutural Estados Limites Últimos � Condição a ser satisfeita para que a estrutura apresente segurança em relação a uma situação de solicitação: Sd ≤ Rd Sn ⋅γ ≤ Rn ⋅ϕ Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira Sn Rn ϕ <1.0 γ >1.0 Estados Limites de Utilização Representa situações de comprometimento da durabilidade da estrutura ou desrespeito à condição de uso desejada devido a: • deformações excessivas; • deslocamentos excessivos; • vibrações excessivas. 5 Ações � causas que provocam esforços ou deformações nas estruturas; � natureza e duração possuem influência relevante na verificação segurança estrutural; � podem ocorrer de forma simultânea em uma estrutura. Ações Atuantes e Combinações de Projeto Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira � podem ocorrer de forma simultânea em uma estrutura. Método das Tensões Admissíveis � As solicitações (ações) são simplesmente somadas e a ação resultante define a tensão atuante. Método dos Estados Limites � As combinações são feitas pela aplicação de um coeficiente de redução que procura representar a probabilidade existente de ocorrer a atuação de duas ou mais ações variáveis simultaneamente. 6 Classificação das Ações Segundo a Duração • Ações Permanentes (g): apresentam pequena variação durante toda a vida da construção. • Ações Variáveis (q): apresentam variação significativa durante a vida da construção. Ações Atuantes e Combinações de Projeto Classe de Carregamento Ação Variável Principal da Combinação Ordem de grandeza da duração acumulada da ação característica Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira durante a vida da construção. • Ações Excepcionais: apresentam variação extremamente curta e com baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da construção. Classe de Carregamento � resultante de uma combinação de ações. Classificação da Classe de Carregamento � realizada com base na duração acumulada prevista para a ação variável tomada como principal na combinação. característica Permanente vida útil da construção Longa duração mais de 6 meses Média duração 1 semana a 6 meses Curta duração menos de 1 semana Duração instantânea muito curta 7 Classificação dos Carregamentos Carregamento Normal • inclui apenas as ações decorrentes do uso previsto para a construção; • longa duração; • verificada para o estado limite último e estado limite de utilização. Ações Atuantes e Combinações de Projeto Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira • verificada para o estado limite último e estado limite de utilização. Carregamento Especial • inclui ações variáveis de natureza especial; • supera os efeitos considerados para um carregamento normal. Carregamento Excepcional • ocorrência de ações com efeitos catastróficos; • duração instantânea. Carregamento de Construção • procedimento de construção que pode levar a estados limites últimos. 8 Combinações das Ações Estado Limite Último Combinação Última normal: Ações Atuantes e Combinações de Projeto ∑ ∑ ⋅+⋅+⋅= m n FFFF ψγγ Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira Combinação Última Especial ou de Construção: Combinação Última Excepcional: ∑ ∑ = = ⋅+⋅+⋅= i j kqjjkqqkgigid FFFF 1 2 ,0,1, ψγγ ∑ ∑ = = ⋅+⋅+⋅= m i n j kqjefjkqqkgigid FFFF 1 2 ,,0,1, ψγγ ∑ ∑ = = ⋅⋅++⋅= m i n j kqjefjqexcqkgigid FFFF 1 1 ,,0,, ψγγ 9 Combinações das Ações Estado Limite de Utilização Combinação de Longa Duração: Ações Atuantes e Combinações de Projeto Combinação de Curta Duração: Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira Combinação de Média Duração: ∑ ∑ = = ⋅+= m i n j kqjjkgiutild FFF 1 1 ,2,, ψ ∑ ∑ = = ⋅+⋅+= m i n j kqjjkqkgiutild FFFF 1 2 ,2,11,, ψψ ∑ ∑ = = ⋅++= m i n j kqjjkqkgiutild FFFF 1 2 ,1,1,, ψ ∑ ∑ = = ⋅++= m i n j kqjjespqkgiutild FFFF 1 1 ,2,,, ψ Combinação de Duração Instantânea: 10 Coeficientes para a Combinação da Ações Combinação das Ações • Empregam coeficientes diferentes, conforme a probabilidade de ocorrência de cada uma durante a vida útil da estrutura. � Combinação para Estados Limites Últimos γg - coeficiente para as ações permanentes; Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira γg - coeficiente para as ações permanentes; γq - coeficiente de majoração para as ações variáveis;ψ0 - coeficiente de minoração para as ações variáveis secundárias; ψ0,ef - coeficiente de minoração para as ações variáveis secundárias de longa duração. Ações Permanentes (Fg) � Pequena Variabilidade: peso próprio da madeira classificada estruturalmente cuja densidade tenha coeficiente de variação não superior a 10%. � Grande Variabilidade: para situações nas quais o peso próprio da estrutura não supera 75% da totalidade dos pesos permanentes. � Permanentes Indiretas: efeitos de recalques de apoio e de retração dos materiais. 11 Coeficientes para a Combinação da Ações Combinações Para ações desfavoráveis favoráveis Normais γg = 1,3 γg = 1,0 Especiais ou de Construção γg = 1,2 γg = 1,0 Excepcionais γg = 1,1 γg = 1,0 Para ações Ações permanentes de pequena variabilidade Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira Combinações Para ações desfavoráveis favoráveis Normais γg = 1,4 γg = 0,9 Especiais ou de Construção γg = 1,3 γg = 0,9 Excepcionais γg = 1,2 γg = 0,9 Combinações Para ações desfavoráveis favoráveis Normais γε = 1,2 γε = 0 Especiais ou de Construção γε = 1,2 γε = 0 Excepcionais γε = 0 γε = 0 Ações permanentes de grande variabilidade Ações permanentes Indiretas 12 Coeficientes para a Combinação da Ações Ações Variáveis (Fq) � Principais � Secundárias: os coeficientes ψ0 para ações variáveis secundárias variam conforme a ação considerada. Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira Combinações Para ações desfavoráveis favoráveis Normais γg = 1,3 γg = 1,0 Especiais ou de Construção γg = 1,2 γg = 1,0 Excepcionais γg = 1,1 γg = 1,0 Ações variáveis estados limites últimos 13 Ações em Estruturas Correntes ψψψψ0 ψψψψ1 ψψψψ2 Variações uniformes de temperatura em relação à média anual local 0,6 0,5 0,3 Coeficientes para a Combinação da Ações � Combinação para Estados Limites de Utilização ψ1 - coeficiente para as ações variáveis de média duração; ψ2 - coeficiente para as ações variáveis de longa duração. Modelo de Segurança da Norma Brasileira Universidade do Estado de Minas Gerais Prof. Eng. Marlon Batista Ferreira Pressão dinâmica do vento 0,5 0,2 0 Cargas acidentais dos edifícios ψψψψ0 ψψψψ1 ψψψψ2 Locais em que não há predominância depesos de equipamentos fixos, nem de elevadas concentrações de pessoas 0,4 0,3 0,2 Locais onde há predominância de pesos de equipamentos fixos, ou de elevadas concentrações de pessoas 0,7 0,6 0,4 Bibliotecas, arquivos, oficinas e garagens 0,8 0,7 0,6 Cargas móveis e seus efeitos dinâmicos ψψψψ0 ψψψψ1 ψψψψ2 Pontes de pedestres 0,4 0,3 0,2+ Pontes rodoviárias 0,6 0,4 0,2* Pontes ferroviárias (ferrovias não especializadas) 0,8 0,6 0,4* * Admite-se que ψ2=0 quando a ação variável principal corresponde a um efeito sísmico 14
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