A Qualidade das estruturas das edificações

Pode-se dizer que as estruturas de uma edificação se caracterizam por serem as partes mais resistentes de uma construção, pois elas absorvem e transmitem os esforços e são essenciais para a manutenção da segurança e da solidez de uma construção. A finalidade de uma estrutura é receber e transmitir os efeitos das ações sofridas para o solo. Dessa forma, as estruturas devem ser construídas com materiais que não são perfeitamente rígidos, chamados materiais estruturais e os construtores precisam conhecer as ações mínimas a serem consideradas no projeto de estruturas de edificações.

estrutura2Hayrton Rodrigues do Prado Filho –

São várias as ações que provocam o aparecimento de esforços ou deformações nas estruturas. Quando há aplicação de forças, diz-se que estas forças são ações diretas e quando há deformações impostas a uma estrutura e estas originam esforços na estrutura diz-se que estas deformações geram ações indiretas.

Assim, pode-se dizer que ações são as causas que provocam esforços solicitantes que atuam sobre a estrutura, capazes de produzir ou alterar as deformações ou o estado de tensão nos elementos estruturais. Do ponto de vista prático, as forças e as deformações impostas pelas ações são consideradas como se fossem as próprias ações. As ações de características nominais são as que não têm sua variabilidade adequadamente expressa por distribuições de probabilidade, sendo seus valores característicos substituídos por valores nominais convenientemente escolhidos. Também são as ações com baixa variabilidade, cujos valores característicos superior e inferior diferem muito pouco entre si, sendo adotados como característicos os valores médios das respectivas distribuições.

As ações de construção são transitórias que são consideradas nas estruturas em que haja risco de ocorrência de estado limite durante a fase de construção. As ações dinâmicas provocam acelerações significativas dos elementos estruturais, ou seja, cuja forma de atuação não permite desconsiderar seus efeitos dinâmicos e as estáticas não provocam acelerações significativas dos elementos estruturais, ou seja, cuja forma de atuação permite desconsiderar seus efeitos dinâmicos.

As ações excepcionais têm duração extremamente curta e probabilidade muito baixa de ocorrência ao longo da vida da edificação, podendo provocar efeitos catastróficos. Como exemplos, pode-se citar o choque de veículos e equipamentos, explosões e enchentes, entre outros. São também consideradas ações excepcionais aquelas decorrentes de incêndios e sismos, tratadas em normas brasileiras específicas.

As ações móveis são variáveis que se deslocam relativamente à estrutura em que atuam, conservando-se a posição relativa das forças que a compõem e as permanentes atuam com valores praticamente constantes, ou com pequena variação em torno de sua média, durante a vida da edificação ou que aumentam com o tempo, tendendo a um valor-limite constante. Como exemplo, o peso próprio da estrutura e demais elementos construtivos, pesos de equipamentos fixos, empuxos devido ao peso próprio de terras e outros materiais granulosos quando forem admitidos como não removíveis, peso da água em piscinas e reservatórios que permanecem cheios durante a maior parte da vida da edificação.

As ações variáveis, cujos valores são estabelecidos por consenso, apresentam variações significativas em torno de sua média durante a vida da edificação. Seus valores possuem de 25% a 35% de probabilidade de serem ultrapassados no sentido desfavorável em um período de 50 anos (o que corresponde a um período médio de retorno de 174 a 117 anos, respectivamente).

Em função da probabilidade de ocorrência durante a vida da edificação, as ações variáveis são classificadas como normais ou especiais. Como exemplo, podem ser citadas as ações de uso e ocupação da edificação atuantes sobre pisos, coberturas, barreiras, guarda-corpos e parapeitos, divisórias móveis, pressões hidrostáticas e hidrodinâmicas (exceto o peso da água em piscinas e reservatórios que permanecem cheios durante a maior parte da vida da edificação), forças devido à ação do vento e variação de temperatura.

As ações variáveis especiais são transitórias com duração muito pequena em relação ao período de referência da edificação, tendo período de atuação e valores nominais normalmente bem definidos e controlados, sendo utilizados em verificações específicas, como a passagem de um veículo ou equipamento específico sobre uma parte da estrutura. As variáveis normais são as variáveis com probabilidade de ocorrência suficientemente grande para que sejam obrigatoriamente consideradas no projeto das estruturas de determinado tipo de edificação.

Em suma, os sistemas estruturais podem ser definidos como conjuntos estáveis de elementos projetados e construídos para agir como um todo no suporte e na transmissão seguros de cargas aplicadas ao solo, sem exceder os esforços permissíveis dos componentes. Ainda que as formas e os materiais dos sistemas estruturais tenham evoluído conforme os avanços tecnológicos e culturais, sem falar nas lições aprendidas a partir dos inúmeros colapsos estruturais, eles ainda são fundamentais para a existência de todas as edificações, independentemente de sua escala, contexto ou uso.

A NBR 6120 de 09/2019 – Ações para o cálculo de estruturas de edificações estabelece as ações mínimas a serem consideradas no projeto de estruturas de edificações, qualquer que seja sua classe e destino, salvo os casos previstos em normas brasileiras específicas (NBR 6123, NBR 15421, NBR 14323 e NBR 15200). A simbologia adotada nesta norma é constituída por símbolos-base (mesmo tamanho e no mesmo nível do texto corrente) e símbolos subscritos. Os símbolos-base utilizados com mais frequência encontram-se estabelecidos em 4.2 e os símbolos subscritos em 4.3. A simbologia geral encontra-se estabelecida nesta seção e a simbologia mais específica de algumas partes desta norma é apresentada nas seções pertinentes, de forma a simplificar a compreensão e, portanto, a aplicação dos conceitos estabelecidos.

As grandezas e expressões desta norma estão em conformidade com o Sistema Internacional de Unidades (SI). Admite-se g = 10 m/s² = 1 MPa. As unidades de força são 10 kN = 1 tf = 1.000 kgf, e para tensão 1 MPa = 10 kgf/cm² = 100 tf/m². Na falta de determinação experimental mais rigorosa, as ações permanentes devem estar de acordo com os valores característicos nominais mínimos indicados nesta Seção. As ações permanentes advindas de materiais não especificados nesta Seção devem ser definidas caso a caso e registradas nos documentos do projeto.

Os valores de peso próprio da estrutura devem ser calculados com as dimensões nominais dos elementos e com o valor médio do peso específico do material considerado. Na falta de determinação experimental mais rigorosa, pode ser utilizada a tabela abaixo para os valores característicos nominais mínimos do peso específico aparente dos materiais de construção. Para os valores indicados por uma faixa de variação, na falta de determinação experimental mais rigorosa, pode-se considerar o valor médio (entre parênteses na tabela abaixo).

estrutura3

Na falta de determinação experimental mais rigorosa, podem ser utilizadas as Tabelas 2 a 9 (disponíveis na norma) para os valores característicos nominais mínimos dos pesos de componentes construtivos, além do peso próprio da estrutura. Para os valores indicados por uma faixa de variação, na falta de determinação experimental mais rigorosa, pode-se considerar o valor médio (indicado entre parênteses). Dependendo da probabilidade de atuação das ações permanentes, estas podem ser consideradas como ações variáveis em casos específicos (por exemplo, forros e instalações cuja instalação seja incerta).

Na falta de determinação experimental mais rigorosa, podem ser utilizados os valores indicados no Anexo A para o peso específico aparente médio dos materiais de armazenagem. Devido à variabilidade do peso específico destes materiais, recomenda-se validação cuidadosa dos valores para as condições específicas do projeto em questão. Para o projeto de silos, funis e outros equipamentos similares para armazenamento de materiais a granel, recomenda-se consultar o Eurocode 1 Part 4, Silos and Tanks e AS 3774, Loads on bulk solids containers.

O nível d’água adotado para o cálculo de reservatórios, tanques, decantadores, piscinas e outros deve ser igual ao máximo possível compatível com o sistema de extravasão. A carga pode ser considerada permanente ou variável, de acordo com o tempo de atuação em relação à vida da edificação (conforme as definições da Seção 3). Os coeficientes de ponderação correspondentes devem ser considerados conforme a NBR 8681.

Nas estruturas em que a água possa ficar retida, no caso de entupimento do sistema principal de drenagem, deve-se considerar as ações devidas ao nível d’água extra, limitando-se a lâmina d’água ao nível máximo admitido pelos extravasores. Em caso de inexistência de extravasores, a lâmina d’água considerada será correspondente ao nível de drenagem efetivamente garantida pela construção. Em ambos os casos, essa ação extra pode ser considerada como especial, considerando os coeficientes de ponderação indicados na NBR 8681.

No projeto de estruturas enterradas, devem ser consideradas as pressões atuantes na estrutura devido ao empuxo do solo, empuxo hidrostático e eventuais sobrecargas sobre o terreno adjacente. Os diagramas desses esforços solicitantes devem ser fornecidos pelo projetista de fundações, conforme as recomendações da NBR 6122. Em certos casos, empuxos e pressões hidrostáticas menores podem resultar em esforços mais críticos.

Por isso, recomenda-se que a atuação de empuxos e pressões hidrostáticas com seus valores favoráveis sejam avaliados, com os coeficientes de ponderação conforme a NBR 8681. No caso da possibilidade de atuação de subpressão, esta deve ser considerada com seu valor total aplicado sobre toda a área. O valor da subpressão deve ser tomado a partir da face inferior da estrutura. Outras forças ascendentes devem ser consideradas no projeto, se existirem.

De maneira geral, os valores das ações são verificados caso a caso, conforme as particularidades do projeto. As ações variáveis devem respeitar os valores característicos nominais mínimos indicados nesta Seção, considerando as reduções permitidas em 6.12, reduções estas que devem ser registradas nos documentos do projeto. As ações variáveis são classificadas, de modo geral, como ações variáveis normais. As ações variáveis especiais ocorrem em casos específicos indicados nesta Seção.

As estruturas devem ser projetadas para suportar as cargas variáveis. Áreas sujeitas a várias categorias de utilização devem ser calculadas para a categoria que produzir os efeitos mais desfavoráveis. Exceto onde especificado, os pavimentos devem ser projetados para as cargas uniformemente distribuídas e verificados para a atuação isolada das cargas concentradas, o que for mais desfavorável.

Exceto onde especificado, as cargas concentradas indicadas são assumidas atuando uniformemente distribuídas em uma área de 75 cm × 75 cm e localizadas de modo a produzir os efeitos mais desfavoráveis. O valor característico nominal das cargas de projeto de fábricas e armazéns deve ser o mais desfavorável que tenha probabilidade de ocorrer durante o período de vida útil da estrutura. Na ausência de dados estatísticos, o valor característico nominal das cargas pode ser adotado em função das condições de uso (definidas ou esperadas) da edificação.

As cargas devem ser consideradas nas posições mais desfavoráveis para o projeto da estrutura, de modo a cobrir possíveis incertezas sobre a sua posição efetiva durante a vida útil da edificação. A influência de forças dinâmicas devido à operação de máquinas e equipamentos desbalanceados, levantamento e transporte de cargas ou queda acidental de materiais deve ser considerada por meio de análise dinâmica específica ou pelo uso de coeficientes de majoração dinâmicos definidos caso a caso.

As forças aplicadas por máquinas e equipamentos devem incluir os valores, direções ou diagramas de aplicação das reações de apoio (podendo ser forças uniformemente distribuídas, forças e momentos concentrados, forças estáticas ou dinâmicas), dimensões e posição do equipamento, modo de fixação e outras características relevantes para o projeto estrutural. As forças devem incluir o peso do equipamento em operação (incluindo o peso de fontes de energia, fluidos etc.), suas bases e fixações e o peso do material sendo processado.

Se for necessário considerar forças devido à montagem do equipamento, seus valores e posições críticas devem ser determinados. Em todos os casos, as forças e suas características devem ser fornecidas pelo fabricante ou fornecedor do equipamento. O projeto deve considerar as forças decorrentes da manutenção e movimentação das máquinas e equipamentos. Nas áreas livres ao redor de máquinas e equipamentos, devem ser consideradas cargas devido aos operadores, produtos acabados ou semiacabados armazenados temporariamente, rejeitos etc.

Ressalte-se que não há, até o momento da publicação desta norma, bancos de dados suficientes sobre a ocorrência e intensidade de neve que permitam definir requisitos para esta carga em normas brasileiras. Para projetos nos quais seja necessário considerar a ação da neve, deve ser feito estudo específico ou devem ser seguidos os requisitos de normas estrangeiras validados conforme as particularidades locais.

Para estruturas em regiões sujeitas à ocorrência de granizo, devido às características do fenômeno, não é usual projetar estruturas levando em conta essa eventual carga adicional. Deve-se procurar adotar medidas que minimizem os danos causados pelo fenômeno, como coberturas com inclinação e drenagem adequadas e evitar o uso de calhas contidas por platibandas. Após a ocorrência do fenômeno, convém que a cobertura seja inspecionada.

Os helipontos devem ser dimensionados para atuação de um helicóptero com peso bruto total máximo, cujo valor em toneladas deve ser sinalizado no piso do heliponto, conforme a legislação em vigor). Os helipontos devem ser projetados no mínimo para um helicóptero Categoria 1 e para os seguintes casos de cargas variáveis, consideradas de forma independente: carga uniformemente distribuída de 3,0 kN/m²; carga uniformemente distribuída de 1,0 kN/m² em conjunto com um par de cargas concentradas, posicionadas na área de pouso de forma a produzir os esforços solicitantes mais críticos para o dimensionamento.



Categorias:Normalização, Qualidade

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