ESTADOS LIMITES DAS ESTRUTURAS

São estados a partir dos quais a estrutura apresenta condições inadequadas às finalidades de construção.

3.5.1 ESTADOS LIMIITES ÚLTIMOS (ELU)

São estados que, ao ocorrerem, determinam a paralisação, no todo ou em parte, do uso da construção. Podem-se ter os seguintes casos: perda de equilíbrio, global ou parcial, para estrutura como corpo rígido; ruptura ou elevadas deformações plásticas dos materiais; transformação da estrutura em um sistema hipostático; instabilidade por deformação.

A segurança de uma estrutura em relação aos estados limites últimos é obtida, além de condições construtivas a serem atendidas, basicamente pela obediência da Eq.(3.43):

m ≤ n (3.43)

na qual, m representa a tensão de solicitação em projeto e n é a resistência de cálculo do material.

3.5.2 ESTADOS LIMIITES DE UTILIZAÇÃO (ELUt)

São estados que, devido a sua ocorrência, repetição ou duração levam a más condições do uso normal da construção, ou que indiquem o comprometimento da durabilidade da construção. Usualmente são considerados na análise, para situação de projeto: deformações excessivas e vibrações de amplitude excessiva.

A verificação da segurança, no que diz respeito aos estados limites de utilização, é atendida pela obediência da Eq.(3.44):

m , oa ≤ mp (3.44)

na qual, m _{, oa} são valores decorrentes da aplicação das ações, calculados com a hipótese de comportamento elástico linear da estrutura e m_p é o valor pré-estabelecido para efeito estrutural que limita o aparecimento do estado limite considerado.

3.6 AÇÕES

3.6.1 TIPOS DE AÇÕES

Segundo a ABNT NBR 8681 (2004), as ações são as causas que provocam o surgimento de esforços e deformações nas estruturas. São classificadas em:

• ações permanentes: que ocorrem com pequena ou nenhuma variação, durante praticamente toda a vida da construção. Exemplo: peso próprio dos elementos constituintes das estruturas. Na avaliação do peso próprio, devem-se considerar os elementos com teor de umidade de 12%. Além disso, o peso dos elementos pré-dimensionados não deve diferir em mais de 10% em relação ao peso dos elementos após o dimensionamento final;

• ações variáveis: que ocorrem com variação significativa ao longo da vida da construção. Exemplo: carga de vento. A ação do vento deve ser determinada conforma a norma ABNT NBR 6123 (1988), a qual não depende do tipo de material, mas, principalmente, do tipo de contorno da estrutura. Em referência, a levar em consideração a maior resistência da madeira/bambu sob ações de cargas de curta duração, a ABNT NBR 7190 (1997) estabelece que na verificação da segurança em relação aos estados limites últimos, apenas na combinação de ações de longa duração em que o vento representa a ação variável principal, as solicitações nas peças de madeira/bambu referentes à ação do vento serão multiplicadas por 0,75;

• ações excepcionais: apresentam duração extremamente curta e baixíssima probabilidade de ocorrência durante a vida da construção, no entanto, devem ser consideradas no projeto de algumas estruturas.

3.6.2 CLASSES DE CARREGAMENTO

A classe de carregamento é obtida mediante a duração acumulada prevista da ação variável principal (por exemplo, vento), definindo-se a combinação de ações a ser considerada no projeto da estrutura (Tabela 3.2).

Capítulo 3 – Conceitos Estruturais e Projeto de Estrutura 118

Tabela 3.2 – Classes de carregamento.

Classes de carregamento

Ação variável principal da combinação

Duração acumulada

Ordem de grandeza da duração acumulada da

ação característica

Permanente Permanente Vida útil da construção Longa duração Longa duração Mais de seis meses Média duração Média duração Uma semana a seis meses

Curta duração Curta duração Menos de uma semana

Instantânea Instantânea Muito curta

Fonte: ABNT NBR 7190 (1997).

3.6.3 COMBINAÇÃO DE AÇÕES EM ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS

Segundo a ABNT NBR 7190 (1997), a formulação para as combinações últimas normais é dada pela Eq.(3.45):

d = q rh dh ,M s? + rtudt?,M+ q v wdtw,M Q ws x (3.45)

na qual, d é o valor de cálculo das ações; d_{h ,M} é o valor característico das ações permanentes; d_t?,M é o valor característico da ação variável principal; d_tw,M é o valor característicos das ações variáveis secundárias; r_h é o coeficiente de majoração de ações permanentes de grande variabilidade (Tabela 3.3), para as ações constituídas pelo peso próprio das estruturas e dos elementos construtivos permanentes não estruturais e dos equipamentos fixos, todos considerados globalmente, quando o peso próprio da estrutura não supera 75% da totalidade dos pesos permanentes; r_t é o coeficiente de majoração de ações variáveis (Tabela 3.3); e v _w é o coeficiente redutor de combinação, o qual leva em consideração a baixíssima probabilidade de ocorrência simultânea de ações variáveis de naturezas distintas.

Tabela 3.3 – Coeficiente de ponderação de ações para combinação normal.

Ação Para efeitos

Desfavoráveis Favoráveis

Permanente 1,4 1,0

Variável 1,4 0,0

Fonte: ABNT NBR 7190 (1997).

Reformulando a Eq.(3.45), considerando apenas uma ação de peso próprio e uma ação variável proveniente de pressão de vento, obtém-se a combinação de ações para peças de madeira conforme Eq.(3.46):

na qual, 0,75 ∙ j_M é o valor da ação do vento, reduzido de 25% devido a maior resistência da madeira sob ações de cargas de curta duração.

Para peças metálicas, até mesmo para os elementos de ligações, a combinação de ações é dada pela Eq.(3.47):

d = rhdhM+ rtjM (3.47)

na qual, j_M é o valor total da ação do vento.

3.6.4 COMBINAÇÃO DE AÇÕES EM ESTADOS LIMITES DE UTILIZAÇÃO

Segundo a ABNT NBR 7190 (1997), a formulação para as combinações de longa duração que são consideradas no controle de deformações usuais das estruturas é dada pela Eq.(3.48): d ,oa = q dh ,M s? + q v wdtw,M Q ws? (3.48)

na qual, d _,oa é o valor das ações de utilização; e v _w é o coeficiente redutor de ações variáveis em combinação de utilização, o qual leva em consideração às condições de serviço, empregando-se os valores quase permanentes, ou de longa duração. Sendo v = 0 para o caso da ação variável ser a pressão dinâmica do vento.