5. Ações e Segurança em Projetos de Estruturas de Madeira Generalidades

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1 5. Ações e Segurança em Projetos de Estruturas de Madeira 5.1. Generalidades De acordo com a ABNT NBR 7190:1997, o projeto deve ser elaborado por profissional legalmente habilitado é composto por: Memorial justificativo; Desenhos; Plano de execução. 1

2 Memorial justificativo: Descrição do arranjo global tridimensional da estrutura; Ações e condições de carregamento admitidas; Análise estrutural: Propriedade dos materiais, dimensionamento e detalhamento das peças estruturais e ligações. Desenho: Devem constar as classes de resistência das madeiras; As peças estruturais devem ter a mesma identificação do memorial justificativo. 2

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4 Plano de execução: Quando necessário, deve constar: (a) Sequência de execução; (b) Detalhamento da montagem. 4

5 5.2. Método dos Estados Limites É um modelo de verificação da segurança estrutural. Estado Limite Último: Corresponde ao esgotamento da capacidade portanteda estrutura (ruptura de seções críticas, colapso da estrutura). Estado Limite de Utilização: Corresponde a exigências funcionais e de durabilidade da estrutura (deformações e vibrações excessivas). Condição de Segurança: S d R d 5.3. Ações São as causas que provocam o aparecimento de esforços ou deformações nas estruturas. Ações diretas: Quando há aplicação de forças. Ações indiretas: Quando há deformações impostas a uma estrutura. 5

6 (a) Ações permanentes: São aquelas que ocorrem com valores constantes ou de pequena variação em torno de um valor médio, durante toda a vida da construção. Exemplo: peso próprio. (b) Ações variáveis: São aquelas cujos valores variam significativamente durante toda a vida da construção. Exemplo: vento, sobrecarga. (c) Ações excepcionais: São aquelas que tem duração extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrência. Exemplo: explosão, terremoto, incêndio Classes de carregamento Um carregamento é especificado pelo conjunto das ações que têm probabilidade não desprezível de ação simultânea. A classe de carregamento é definida pela duração acumulada prevista para a ação variável tomada como principal, na combinação considerada. 6

7 5.5. Carregamentos Carregamento Normal: Quando inclui apenas ações decorrentes do uso previsto para a construção. Admite-se que corresponda à classe de carregamento de longa duração e deve ser nos estados limites último e de utilização. Exemplos: Na cobertura > peso próprio e vento; Na ponte > peso próprio junto com o trem-tipo. Carregamento Especial: Quando inclui ações variáveis de natureza ou intensidade especiais, superando os efeitos considerados para um carregamento normal. A classe de carregamento é definida pela duração acumulada prevista para a ação variável principal. Exemplos: Transporte de um equipamento especial sobre uma ponte que supere o carregamento do trem-tipo; Área de estocagem de um supermercado. 7

8 Carregamento Excepcional: Existência de ações com efeitos catastróficos e corresponde a classe de carregamento de duração instantânea. Exemplos: Terremotos, incêndios e explosões. Carregamento de Construção: Carregamentode caráter transitório onde termina com a conclusão da obra. Os procedimentos de construção podem levar a estados limites últimos. Exemplo: Içamento de uma treliça Situações de projeto Situações duradouras:são aquelas que podem ter duração igual ao período de referência da estrutura. São consideradas no projeto de todas as estruturas. Para verificação da segurança nos estados limites últimos consideram-se apenas as combinações últimas normais de carregamento e, para os estados limites de utilização, as combinações de longa duração ou de média duração. Situações transitórias:são aquelas que tem duração muito menor que o período de vida da construção. São consideradas apenas para as estruturas de construções que podem estar sujeitas a algum carregamento especial, que deve ser explicitamente especificado para o projeto. Em geral, é considerada apenas a verificação no estado limite último. Em casos especiais, pode ser exigida a verificação em relação ao estado limite de utilização, considerando combinações de ações de curta ou média duração. 8

9 Situações excepcionais: São aquelas que tem duração extremamente curta. São consideradas somente na verificação da segurança em relação a estados limites últimos. Devem ser consideradas somente quando a segurança em relação às ações excepcionais contempladas não puder ser garantida de outra forma, tal como o emprego de elementos físicos de proteção da construção, ou a modificação da concepção estrutural adotada Combinações de ações As combinações de ações empregam coeficientes diferentes, levando em conta que é muito baixa a probabilidade de ocorrência simultânea de ações variáveis de naturezas diferentes, ambas com seus valores característicos máximos. Assim em cada combinação somente uma ação característica variável é considerada como principal. A combinação que fornecer a maior solicitação de cálculo será utilizada no projeto. 9

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11 Combinação para os estados limites últimos Combinações últimas normais: Leva em consideração a baixa probabilidade de ocorrência simultânea das ações variáveis Quando o vento for considerado como ação variável principal, considera-se apenas 75% do seu valor por ser uma carga de curta duração em combinação normal. Combinações últimas especiais ou de construção: É o mesmo que o da combinação última normal, salvo quando a ação variável principal F Q1,k tenha um tempo de duração muito pequeno onde pode ser tomado como 11

12 Combinações últimas excepcionais: É a ação transitória excepcional Combinação para os estados limites de utilização É determinada a partir do grau de deformação que a estrutura considerada deve suportar. As deformações estão relacionadas à duração do carregamento. Combinação de longa duração: É utilizada no controle usual de deformações das estruturas. As ações variáveis atuam com seus valores correspondentes à classe de longa duração. 12

13 Combinação de média duração: Utiliza-se esta combinação no caso de existirem materiais frágeis não estruturais ligados à estrutura. O controle das deformações é particularmente importante. Carregamento de média duração Carregamento de longa duração Combinação de curta duração: É utilizada quando for importante impedir defeitos decorrentes da deformação da estrutura. Classe de média duração 13

14 Combinação de duração instantânea: É utilizada quando se considera a existência de uma ação variável especial pertencente a classe de duração imediata. Classe de longa duração 14