ANIPB ENSAIOS DE TIPO INICIAIS E CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS DE VIGOTAS. DOCUMENTOS DE APLICAÇÃO SUMÁRIO

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1 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS E CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS DE VIGOTAS. DOCUMENTOS DE APLICAÇÃO Manuel Baião ANIPB Seminário sobre Marcação CE das vigotas Coimbra, CTCV, 9 de Dezembro de 2010 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS E CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS DE VIGOTAS. DOCUMENTOS DE APLICAÇÃO SUMÁRIO ENSAIOS DE TIPO INICIAIS - EIGÊNCIAS A SATISFAZER Nota introdutória Resistência à compressão do betão Resistência à tracção do aço Resistência mecânica (por cálculo) Resistência ao fogo Isolamento sonoro a sons aéreos e a sons de percussão Especificações construtivas Durabilidade VERIFICAÇÃO DA CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS Compatibilidade entre vigotas e blocos de cofragem DOCUMENTOS DE APLICAÇÃO NOTAS FINAIS 2 1

2 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER Nota introdutória O objectivo dos ensaios de tipo é demonstrar que as características do produto satisfazem às exigências essenciais. Na abordagem que se segue, referem-se as principais características essenciais a que as vigotas prefabricadas e os pavimentos devem satisfazer e que condicionam a sua concepção, para cada um dos ensaios de tipo iniciais previstos no Anexo ZA da NP EN (Quadro ZA.1): 1 - Resistência à compressão do betão 2 - Resistência à tracção do aço 3 - Resistência mecânica (por cálculo) 4 - Resistência ao fogo 5 - Isolamento sonoro aos sons aéreos e de percussão 7 - Durabilidade 3 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 1 - Resistência à compressão do betão Característica essencial a verificar Resistência à compressão do betão Cláusulas exigenciais da norma a aplicar Produção de betão Betão endurecido Resultados expressos em N/mm 2 Destaca-se a resistência do betão endurecido como um dos aspectos essenciais a satisfazer na concepção das vigotas e dos pavimentos. A tensão de rotura mínima à compressão do betão na data de entrega das vigotas deve ser: 20 MPa, para vigotas de betão armado (b.a.) 25 MPa, para vigotas de betão pré-esforçado (b.p.) (Nota: No caso das vigotas de b.p., em que se requer uma resistência mínima na data da transmissão do pré-esforço, não é necessário verificar a resistência do betão na data da entrega) A classe mínima de betão das vigotas deve ser: C25/30, para vigotas de betão armado C30/37, para vigotas de betão pré-esforçado 4 2

3 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 2 - Resistência à tracção do aço Características essenciais a satisfazer Tensão de rotura à tracção Tensão de cedência à tracção Cláusulas da norma a aplicar Aço para betão armado Aço para betão pré-esforçado Resultados expressos em N/mm 2 (valor de tensões) Destaca-se como aspecto essencial neste caso, a necessidade de o aço ter de satisfazer às características estabelecidas nas Disposições Nacionais válidas (Especificações LNEC) 5 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 2 - Resistência à tracção do aço Aço para armaduras de betão armado (Disposições Nacionais e Normas Nacionais aplicáveis) (REBAP Artº 23º) - Obriga à classificação pelo LNEC das armaduras ordinárias com excepção das do aço A235 NL (DL 390/2007, de 10 de Dezembro) - Obriga à certificação, por organismo acreditado pela entidade competente no domínio da acreditação, do aço para utilização em armaduras de betão armado (varões, barras, rolos, ou bobinas, redes electrossoldadas, treliças e fitas ou bandas denteadas) independentemente do processo utilizado na sua obtenção. 6 3

4 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 2 - Resistência à tracção do aço Aço para armaduras de betão armado (cont.) (Disposições Nacionais e Normas Nacionais aplicáveis) - A classificação e a certificação são efectuadas de acordo com as Especificações LNEC Varões > E449 (2010) varões de aço A400 NR para armaduras de betão armado > E450 (2010) varões de aço A500 NR para armaduras de betão armado > E455 (2010) varões de aço A400 NR de ductilidade especial para armaduras de betão armado > E456 (2008) varões de aço A500 ER para armaduras de betão armado > E460 (2010) varões de aço A500 NR de ductilidade especial para armaduras de betão armado > E480 (2008) treliças electrossoldadas para armaduras de betão armado 7 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 2 - Resistência à tracção do aço Aço para armaduras de pré-esforço (Disposições Nacionais e Normas Nacionais aplicáveis) (DL 28/2007, de 12 de Fevereiro) - Obriga à certificação do aço de pré-esforço, por organismo acreditado pela entidade competente no domínio da acreditação. - A certificação deve assegurar em particular a conformidade com as normas ou especificações técnicas portuguesas aplicáveis, neste caso com as seguintes Especificações LNEC. Fios > E452 (2006) Fios de aço para pré-esforço Cordões > E453 (2002) Cordões de aço para pré-esforço 8 4

5 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 3 - Resistência mecânica (por cálculo) Características essenciais a satisfazer Resistência mecânica das vigotas e dos pavimentos Método 1 Cláusulas a satisfazer Informação indicada em ZA.3.2 da norma Resultados expressos em termos de geometria e características dos materiais constituintes do produto a fornecer Método 2 Cláusulas a satisfazer cláusula da norma Resultados expressos em valores de capacidade resistente da vigota e do sistema de pavimento ou cobertura em que se integra ( knm, kn, kn/m), determinados de acordo com o Eurocódigo 2. Método 3 Cláusulas a satisfazer Especificações de projecto da obra Método 3a Fornecimento do produto pormenorizado e calculado em projecto Método 3b Pormenorização (geometria e materiais) e cálculo da capacidade resistente do produto que satisfaça às exigências de projecto da obra, o qual estará de acordo com as Disposições Nacionais. 9 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 4 - Resistência ao fogo Características essenciais a satisfazer Resistência ao fogo Método 1 Cláusulas a satisfazer Informação indicada em ZA.3.2 da norma Resultados expressos em termos de geometria e características dos materiais constituintes do produto a fornecer Método 2 Cláusulas a satisfazer cláusula da norma Resultados expressos em termos de classes de resistência ao fogo obtida em ensaios, dados tabelados, cálculos Método 3 Cláusulas a satisfazer Especificações de projecto da obra (ver quadro da Resistência mecânica) 10 5

6 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 5 Isolamento a sons aéreos e a sons de percussão Características essenciais a verificar Isolamento sonoro a sons aéreos e isolamento sonoro a sons de percussão Cláusulas exigenciais da norma a aplicar Propriedades acústicas Resultados expressos em valores de índices de isolamento sonoro a sons aéreos (db) e de índices de isolamento sonoro a sons de percussão (db/(oit./3)) (NP EN ) O comportamento acústico depende do pavimento acabado (tipo de blocos de cofragem, elementos aplicados por baixo e/ou por cima da superfície do pavimento, etc.). Para efeitos de cálculo, o isolamento a sons aéreos e a sons de percussão, poderão, na ausência de ensaios, ser estimados de acordo com o Anexo L. 11 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER Características essenciais a verificar Especificações construtivas Cláusulas exigenciais da norma a aplicar Propriedades geométricas Características de superfície 8 Documentação Técnica Resultados expressos em dimensões (mm), tipos de superfícies e em especificações construtivas 12 6

7 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 1 - Propriedades geométricas (a introduzir na Documentação Técnica) 1.1- Tolerâncias de fabrico Os desvios máximos sobre as dimensões nominais especificadas, medidas de acordo com a cláusula 5.2 devem satisfazer as exigências seguintes: a) Tolerâncias dimensionais a.1) Comprimento nominal do betão (L): ± 25 mm a.2) Altura nominal (h): se h 100 mm (-5;+10) mm DH se 100 < h 200 mm (-5h/100;+10) mm ±5% se 200 < h 500 mm (-10;+10) mm ± 7.5 mm (max.) h a.3) Largura do banzo (b): ± 5 mm (DH ± 5 mm) 13 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER a.4) Outras dimensões transversais: - vigotas autoportantes e vigotas nãoautoportantes sem ressalto: (-5;+10) mm - vigotas não-autoportantes com ressalto: (-5;+5) mm a.5) Linearidade da vigota pré-esforçada, no plano horizontal: 1/250 do comprimento da vigota 14 7

8 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER b) Tolerâncias de posicionamento das armaduras Armadura de pré-esforço - posição na secção transversal: Horizontalmente verticalmente dv dmv dh ±MIN [5% h c ; 10 mm], para cada armadura individual ±MA [h c /40; 3 mm], no centro de gravidade das armaduras tensionadas ± 10 mm, para cada armadura individual - comprimento emergente: (-20; +50) mm 15 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 1.2- Dimensões mínimas a) Altura (h) - vigotas autoportantes: 100 mm h 500 mm - vigotas não-autoportantes: 70 mm h 500 mm - vigotas não-autoportantes sem treliça e sem alma: h 60 mm b) Larguras (b o, b w ) - largura do banzo: b o 85 mm - largura da alma: h c altura da vigota, excluindo a armadura treliçada b w 40 mm 16 8

9 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER c) Dimensões da aba do banzo - largura da aba: - altura da aba: - ângulo α: b f 20 mm h f MÁ (0,9 b f ; 30 mm) α f 35º 17 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 2 Características da superfície (NP EN ) 2.1- Aba do banzo - As superfícies das vigotas sobre as quais apoiam os blocos de cofragem devem ser planas - Nota: Se for colocado revestimento cerâmico na face inferior do betão no processo de fabrico, podem ser feitos sulcos para permitir a aderência Superfícies superiores e laterais - Para ter em conta a ligação entre as vigotas e o betão colocado in-situ aquando da verificação do monolitismo do sistema de pavimento constituído por vigotas nãoautoportantes (ver Anexo C) as características da superfície das vigotas nas zonas de ligação com o betão colocado in-situ devem ser objecto de declaração e devem ser garantidas. 18 9

10 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER - Esta superfície deve estar limpa e livre de quaisquer corpos estranhos que possam prejudicar a aderência. Deve ser verificada em conformidade com a cláusula da NP EN As vigotas com revestimento cerâmico devem ter uma parte de betão rugoso e uma parte de cerâmica fortemente sulcada (grooved). - O Quadro 3 da NP EN indica em função das diferentes condições de superfície que actualmente se obtêm na prática para as vigotas pré-esforçadas, o valor de cálculo da tensão rasante, na interface, correspondente ao estado limite último, k 1 v Rdi, e o valor do coeficiente de atrito, k 2 μ, assumindo para k 1 e k 2 os valores recomendados de k 1 = k 2 = 1,0. 19 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER (6) Especificações construtivas Quadro 3 da NP EN

11 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER (6) Especificações construtivas Quadro 3 da NP EN (cont.) 21 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 3 Documentação Técnica (NP EN ) A pormenorização construtiva dos elementos, no que diz respeito a dados geométricos e às características complementares dos materiais e componentes, devem ser fornecidos em documentação técnica, a qual deve incluir os dados (informação) para construção, como: - os desenhos de instalação recomendada - as dimensões - as tolerâncias - a disposição das armaduras - o recobrimento das armaduras - as condições de apoio provisórias e finais - as condições de elevação 22 11

12 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 3 Documentação Técnica (cont.) As vigotas devem ser utilizadas unicamente com blocos de cofragem para os quais a compatibilidade no sistema de pavimentos tenha sido demonstrada. Os critérios de compatibilidade são indicados na Documentação Técnica. O produtor pode fornecer na Documentação Técnica: - a informação necessária ao projectista da obra para o projecto de execução - o projecto dos pavimentos (p.e. o cálculo estrutural) 23 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 3 Documentação Técnica (cont.) As recomendações para o projecto do sistema de pavimentos de vigotas e blocos de cofragem são dadas nos seguintes anexos informativos desta norma: - Anexo C Monolitismo dos pavimentos compostos - Anexo D Pormenorização dos apoios e amarração das armaduras - Anexo E Cálculo dos pavimentos compostos - Anexo F - Cálculo das vigotas autoportantes - Anexo G Acção de diafragma - Anexo K Resistência ao fogo - Anexo L Isolamento acústico O conteúdo da Documentação Técnica é dada na cláusula 8 e no Anexo M da NP EN

13 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 3 Documentação Técnica (cont.) (NP EN Anexo M Documentação Técnica) A Documentação Técnica, ou documentação de projecto, dos produtos estruturais prefabricados de betão compreende os seguintes pontos: a) Cálculos de projecto (dimensionamento), indicando as condições de carga e as consequentes verificações aos principais estados limites últimos e de utilização, assim como os coeficientes de segurança adoptados. b) Especificações técnicas, compreendendo: b.1) As especificações de produção (para os processos de fabrico) Desenhos com a pormenorização dos produtos prefabricados (dimensões, armadura de betão armado e de betão pré-esforçado, dispositivos de elevação, de ligação, etc.) Dados de produção com as exigências relativas às características dos materiais e tolerâncias e pesos dos produtos (vigotas) b.2) As instruções para manuseamento, armazenamento e transporte 25 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 3 Documentação Técnica (cont.) (NP EN Anexo M Documentação Técnica) (cont.) b.3) Especificações de montagem para a instalação Desenhos de instalação consistindo em plantas e secções mostrando o posicionamento e as ligações dos produtos (vigotas) no contexto da obra. Informação de instalação com as características requeridas para os materiais a utilizar em obra. Instruções de instalação com a informação necessária para o manuseamento, armazenamento, montagem, ajuste, ligações e a conclusão dos trabalhos. A Informação Técnica consiste em dados gerais que descrevem o produto e a sua utilização em edifícios ou em outras obras de engenharia civil. Contém esboços com as dimensões principais, indicações sobre os desempenhos relevantes e qualquer outra informação útil para definir a utilização do produto

14 ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 7 - Durabilidade Características essenciais a declarar Durabilidade Cláusulas exigenciais da norma a aplicar Durabilidade Resultados expressos (consoante os aspectos a considerar) Destaca-se como aspecto essencial da concepção das vigotas, a exigência relativa aos recobrimentos mínimos (distâncias mínimas entre a superfície da armadura e a face exposta da vigota face inferior), em função das classes de exposição. Os valores dos recobrimento mínimos são dados no Quadro A.2 da NP EN ENSAIOS DE TIPO INICIAIS EIGÊNCIAS A SATISFAZER 7 - Durabilidade (NP EN Quadros A.1 e A.2) 28 14

15 VERIFICAÇÃO DA CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS Compatibilidade entre vigotas e blocos de cofragem - Critérios DH Dimensões do ressalto para apoio na vigota Hr Altura do ressalto Deve ser compatível com a altura do banzo da vigota Lr Largura do ressalto Lr 20 ± 2 mm 29 VERIFICAÇÃO DA CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS Compatibilidade entre vigotas e blocos de cofragem - Critérios DH Distância entre a vigota e o bloco de cofragem d1 Distância da linha limite à vigota numa altura de 20 mm na zona inferior à alma da vigota, d1>=15 mm. d2 Distância da linha limite à vigota, no topo da vigota, d2 >= 25 mm (90 mm <= 100 mm) d2 >= 30 mm (100 mm < h <= 130 mm) d2 >= 35 mm (h> 130 mm) dx Distância, segundo x, da linha limite à linha do extradorso do bloco de cofragem. y0 Distância, segundo y, a partir do topo da viga, do ponto em que a linha do extradorso de cofragem ultrapassa a linha limite

16 VERIFICAÇÃO DA CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS Compatibilidade entre vigotas e blocos de cofragem - Critérios DH 31 VERIFICAÇÃO DA CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS Compatibilidade entre vigotas e blocos de cofragem Critérios NP EN ANEO C Distância entre a vigota e o bloco de cofragem bj Perímetro de ligação do betão complementar à vigota. a Menor distância entre o topo da vigota e o bloco de cofragem. dg Máxima dimensão do agregado mais grosso (D máx. ) do betão complementar

17 VERIFICAÇÃO DA CONCEPÇÃO DOS PAVIMENTOS Compatibilidade entre vigotas e blocos de cofragem Critérios NP EN ANEO C bj Perímetro de ligação do betão complementar à vigota. a Menor distância entre o topo da vigota e o bloco de cofragem. dg Máxima dimensão do agregado mais grosso (D máx. ) do betão complementar 33 DOCUMENTOS DE APLICAÇÃO No que respeita à actividade do LNEC no domínio dos pavimentos prefabricados a homologação obrigatória não poderá continuar a existir logo que os respectivos elementos prefabricados passem a estar cobertos pelas normas harmonizadas e fiquem sujeitos à marcação CE. à semelhança do que acontece noutros países em relação aos produtos que são objecto de homologação e que deixam de o ser pela obrigatoriedade da marcação CE, o LNEC admite a possibilidade de, a pedido dos fabricantes e em especial para os produtos abrangidos pelas normas harmonizadas e para os sistemas de construção que os integram, realizar apreciações técnicas voluntárias que apoiem a aplicação, em Portugal, das respectivas normas harmonizadas aos referidos produtos e sistemas. Essas apreciações técnicas voluntárias poderão conduzir à emissão de Documentos de Aplicação 34 17

18 DOCUMENTOS DE APLICAÇÃO Os Documentos de Aplicação relativos a pavimentos terão uma configuração idêntica aos Documentos de Homologação no que se refere ao conteúdo. ASPECTOS DO CONTEÚDO DH DA Descrição dos pavimentos Características dos elementos constituintes >Características geométricas >Características dos materiais Campo de aplicação Descrição das condições de fabrico dos elementos prefabricados 35 DOCUMENTOS DE APLICAÇÃO Descrição do controlo da qualidade >Controlo interno da produção, de acordo com a EN >Referência a ensaios específicos realizados pelo LNEC (ex. ensaio para determinação do pré-esforço instalado) Características dos pavimentos >Resistência mecânica >Resistência ao fogo >Isolamento sonoro >Isolamento térmico ASPECTOS DO CONTEÚDO DH 0 DA (eventual) 36 18

19 DOCUMENTOS DE APLICAÇÃO ASPECTOS DO CONTEÚDO DH DA Condições a satisfazer no projecto Condições a satisfazer na execução Condições a satisfazer na recepção em obra 37 NOTAS FINAIS A partir de 1 de Janeiro de 2011, o LNEC deixará de emitir Documentos de Homologação relativos aos pavimentos de vigotas prefabricadas que estejam dentro do campo de aplicação da Norma NP EN No entanto, o LNEC propõe-se realizar apreciações técnicas voluntárias que apoiem a aplicação, em Portugal, desta norma harmonizada. Essas apreciações técnicas voluntárias poderão conduzir à emissão de Documentos de Aplicação. Prevê-se que os Documentos de Aplicação tenham uma configuração idêntica à dos Documentos de Homologação, em particular no que se refere à apresentação de tabelas com valores de cálculo das características mecânicas dos pavimentos. Os Documentos de Aplicação poderão constituir uma base relevante para a preparação da Documentação Técnica que deverá acompanhar a Declaração de Conformidade CE a emitir pelo produtor na sequência da Marcação CE das vigotas

20 Obrigado pela vossa atenção 39 20