APLICABILIDADE E CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS

Tanto o método direto quanto o indireto, nas suas diferentes abordagens, são aplicáveis a determinados tipos de estrutura, dependendo da finalidade destes documentos. Nos documentos normativos as estruturas são classificadas entre aquelas que precisam ou não ser verificadas e projetadas conforme considerações de colapso progressivo dependendo do risco de dano associado e ainda, qual método deve ser usado para cada

tipo de estrutura. O reconhecimento dessa classificação contribui em poupar esforços do projetista e evitar dimensionamentos superestimados.

Essa classificação inicial relaciona-se com características da estrutura como ocupação, utilização ou risco de perda de vida humana em caso de evento que resulte em ausência da estabilidade estrutural. O GSA (2016), por exemplo, permite a aplicação dos métodos contidos em seu texto em todas as novas construções de edifícios do governo norte-americano, classificadas pelo número de pavimentos e pelo índice Facility Security

Level (FSL) ou nível de segurança das instalações, que classifica as estruturas segundo

vários requisitos de segurança, especialmente no que diz respeito à atentados terroristas. (INTERAGENCY SECURITY CONMITTEE, 2016).

Nesse sentido, o GSA (2016) classifica as estruturas em FSL I, II, III, IV e V, e categoriza a necessidade da consideração em projeto do colapso progressivo, conforme os itens abaixo:

 FSL I e II: São estruturas classificadas como de baixa ocupação e baixo risco de perda de vida humana e dessa forma, o projeto considerando o colapso progressivo não é necessário, independente do número de pavimentos;

 FSL III e IV: São estruturas classificadas como de alta ocupação e com risco considerável de perda de vida humana, e nesse caso, o colapso progressivo deve ser considerado em projeto através dos dois métodos abordados no documento, o método dos caminhos alternativos de carga e o método da redundância (Alternate

Path e Redundancy), desde que a edificação tenha 4 ou mais pavimentos ocupados;

 FSL V: O método dos caminhos alternativos de carga (Alternate Path) deve ser considerado nesse caso em todos os edifícios desta categoria, independente do número de pavimentos.

Outro documento que traz classificação das estruturas com a finalidade de contribuir com a atribuição da necessidade da consideração do colapso progressivo no projeto é o ASCE 7 (2017). Essa classificação, mostrada no Quadro 1, baseia-se no risco à vida humana, saúde e bem estar associado com os danos ou falhas da sua natureza de ocupação ou uso e serve para fins de aplicação das cargas de neve, inundação, vento, terremoto e gelo, mas pode servir para conceder a utilização dos critérios de projeto para colapso progressivo.

Quadro 1 - Classificação de Risco de estruturas segundo o ASCE 7 (2017), para fins de aplicação de cargas como: neve, vento, sismo e gelo

Uso/Ocupação Categoria de Risco

Edifícios e outras estruturas que apresentam

baixo risco à vida humana em caso de falha I

Todos os edifícios e outras estruturas que não

estão listadas nas categorias de risco I, III e IV. II Edifícios e outras estruturas que não estão

listados na categoria IV, com potencial para causar impacto substancial e/ou perturbação em massa da vida civil no dia-a-dia em caso de falha;

Edifícios e outras estruturas não presentes na categoria IV (incluso, mas não limitado à: instalações que fabricam, processam, manipulam, armazenam, utilizam ou descartam substâncias como combustíveis perigosos, produtos químicos perigosos, resíduos perigosos ou explosivos) contendo substâncias tóxicas ou explosivas quando a quantidade do material excede a quantidade limite estabelecida pela autoridade competente e é suficiente para representar uma ameaça para o público se liberado.

III

Estruturas e outras edificações tidas como instalações essenciais;

Estruturas e outros edifícios que representam um grande risco à sociedade em caso de falha; Edifícios e outras estruturas (incluindo, mas não se limitando a: instalações que fabricam, processam, manipulam, armazenam, utilizam ou descartam substâncias como combustíveis perigosos, produtos químicos perigosos ou resíduos perigosos) contendo quantidades suficientes de substâncias altamente tóxicas.

IV

A categorização de estruturas conforme sua utilização e dano associado no Quadro 1 assemelha-se com a classificação utilizada no UFC 3-301-01 (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2018) que é utilizado como base para a determinação da categoria de ocupação do UFC 4-023-03 (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2009).

As categorias de ocupação determinadas pelo UFC 4-023-03 (2009) são utilizadas no documento para medir as possíveis consequências do colapso progressivo, caso o mesmo ocorra em alguma das edificações federais que o código abrange e, com isso, é possível determinar os requisitos e métodos de projeto contra o colapso progressivo dependendo da categoria de ocupação da edificação. (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2013). O Quadro 2 exibe a classificação das edificações segundo seu uso/ocupação de acordo com o determinado pelo código citado acima.

Quadro 2 - Classificação de estruturas segundo as categorias de ocupação do UFC 4-023-03

Natureza da Ocupação Categoria de Ocupação

Categoria I do UFC 3-301-01 (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2018):

 Edifícios que representam baixo risco à vida humana no caso de um evento falho, incluso, mas não limitado à: instalações de agricultura, instalações temporárias, pequenas instalações de armazenamento;

Edifícios de baixa ocupação definidos segundo o UFC 4-010-01 (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2018):

 Qualquer porção de edifício ocupado por menos de 11 funcionários do Departamento de Defesa dos Estados Unidos ou com uma densidade populacional de menos de 1 pessoa por 40 m².

I

Categoria II do UFC 3-301-01 (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2018):

 Edifícios não inclusos nas categorias I, III e IV;

Prédios com circulação de menos de 50

funcionários, prédios residenciais principais, alas de trabalho e habitação de alta ocupação, ou seja, 13 ou mais unidades por edifício, segundo definição do UFC 4-010-01 (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2018)

Categoria III do UFC 3-301-01 (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2018):

 Edifícios e outras estruturas que representam um risco substancial à vida humana ou representam perda econômica significativa em caso de falha, incluindo: edifícios em que a função primária é a reunião de pessoas e onde a ocupação seja igual ou superior à 300 pessoas; Estruturas utilizadas para escolas e creches, com ocupação maior do que 250 pessoas; Edifícios utilizados como faculdades e universidades, com ocupação maior do que 500 pessoas.

III

Categorias IV e V da classificação do UFC 3- 301-01 (DEPARTAMENT OF DEFENSE, 2018):

 Incluindo, mas não limitado a: Estruturas designadas a serviços essenciais, tais como: delegacias, garagens de veículos de emergência, corpo de bombeiros, centros de operação e comunicação de desastres naturais, e estruturas utilizadas como bases militares.

IV

Fonte: Departament of Defense, (2013, p.7).

Observa-se que, como as normas consultadas a respeito de colapso progressivo foram desenvolvidas em sua maioria com o objetivo de inserir recomendações de projeto de estruturas públicas ou de órgãos federais, a sua classificação segundo risco ou ocupação restringe-se também a esse tipo de edifícios.

Além da categorização segundo a ocupação, o UFC 4-023-03 (2009) traz os requisitos de projeto contra o colapso progressivo a serem aplicados para cada categoria de ocupação. Esses requisitos estão no Quadro 3.

Quadro 3 - Requisitos específicos a serem aplicados nos projetos das esturturas das categorias de ocupação I, II, III, IV do UFC 4-023-03

Categoria de Ocupação Requisitos de projeto

I Sem requisitos específicos.

II

Duas opções possíveis:

1) Método das amarrações para toda a estrutura e Resistência Local Específica para os pilares de canto e penúltimos pilares ou paredes do primeiro pavimento;

2) Método dos Caminhos Alternativos de carga para locais específicos de remoção de pilares e paredes.

III

Método dos Caminhos Alternativos para locais de pilares ou paredes removidos e Método da Resistência Local Específica para todos os pilares ou paredes do primeiro pavimento.

IV

Método das Amarrações para locais específicos de pilares removidos e Método da Resistência Local Específica para todos os pilares ou paredes do primeiro pavimento.

Fonte: Departament of Defense, (2013, p. 8).