IN01 (2023)
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Ações nas fundações e combinações de carga
Os dados de entrada de um projeto de fundações são as cargas provenientes da estrutura. O formato em que estas informações são fornecidas influencia o dimensionamento.
Nossa experiência mostra um potencial de otimização das fundações na ordem de até 40%.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas, por meio da NBR-6122:2022 (Projeto e execução de fundações), NBR-8681:2004 (Ações e segurança nas estruturas), NBR-6118:2014 (Projeto de estruturas de concreto) e NBR-6120:2019 (Ações para o cálculo de estruturas de edificações), destaca a importância da apresentação do relatório de combinações de cargas baseado nos estados limites considerados em projeto.
IN01 (2023)
A compilação das informações, embasadas por meio das normas técnicas vigentes no Brasil, está apresentada de maneira resumida na Instrução Normativa abaixo:
ABNT NBR 6122:2022 – Projeto e execução de fundações
5. Ações nas fundações
5.1 Ações provenientes da superestrutura
Os esforços, determinados a partir das ações e suas combinações, conforme prescrito na ABNT NBR 8681, devem ser solicitados ao projetista da estrutura, a quem cabe individualizar qual o conjunto de esforços para verificação dos estados limites últimos (ELU) e qual o conjunto para verificação dos estados limites de serviço (ELS). Esses esforços devem ser fornecidos em valores de cálculo, já afetados pelos coeficientes de combinação e de ponderação da ABNT NBR 8681. Para o caso de o projeto de fundações ser desenvolvido utilizando fator de segurança global, devem ser solicitados ao projetista estrutural os valores dos coeficientes pelos quais as solicitações de cálculo devem ser divididas, em cada caso, para reduzi-las às solicitações características. Os esforços devem ser fornecidos no nível do topo das fundações (no caso de edifícios, o topo dos baldrames, no caso de pontes o topo dos blocos ou sapatas) ou no nível da interface entre os projetos (superestrutura e fundações/infraestrutura), devendo ficar bem caracterizado esse nível. As ações são classificadas conforme sua variabilidade no tempo, conforme prevê a ABNT NBR 8681:
a) ações permanentes (peso próprio, sobrecarga permanente, empuxos etc.);
b) ações variáveis (sobrecargas variáveis, impactos, vento etc.);
c) ações excepcionais.
Para estruturas especiais, onde a ação principal atuante sobre a estrutura não é gravitacional, pode ser necessária a apresentação das solicitações não combinadas com as demais solicitações de ações (conforme a ABNT NBR 8681).
6.3 Efeito do vento
6.3.1 Solicitações e combinações para o dimensionamento com efeito de vento
O dimensionamento dos elementos de fundação deve ser feito com base nas solicitações obtidas a partir das combinações de ações, atendendo os requisitos da NBR 8681, já contemplando todos os seus efeitos de primeira e segunda ordens globais.
6.3.2 Método de valores admissíveis (com valores característicos)
Quando se tratar de solicitações obtidas de combinações de ações nas quais o vento é a ação variável principal, os valores de tensão admissível de sapatas e cargas admissíveis em estacas podem ser majorados em até 15 %.
Quando se tratar de solicitações obtidas de combinações de ações nas quais o vento não é a ação variável principal, não é permitida a majoração dos valores de tensão admissível de sapatas, nem de cargas admissíveis em estacas.
No caso de galpões industriais, torres de linhas de transmissão, reservatórios elevados, silos, torres eólicas, tanques, nos quais o vento é a ação variável principal, os valores de tensão admissível de sapatas e de cargas admissíveis em estacas podem ser majorados em até 30 %.
ABNT NBR 8681:2004 – Ações e segurança nas estruturas
4. Requisitos gerais
4.3. Ações-tipo de carregamento e critérios de combinação
4.3.1. Generalidades
4.3.1.1 Um tipo de carregamento é especificado pelo conjunto das ações que têm probabilidade não desprezível de atuarem simultaneamente sobre uma estrutura, durante um período de tempo preestabelecido.
4.3.1.2 Em cada tipo de carregamento as ações devem ser combinadas de diferentes maneiras, a fim de que possam ser determinados os efeitos mais desfavoráveis para a estrutura. Devem ser estabelecidas tantas combinações de ações quantas forem necessárias para que a segurança seja verificada em relação a todos os possíveis estados limites da estrutura.
4.3.1.3 A verificação da segurança em relação aos estados limites últimos é feita em função das combinações últimas de ações. A verificação da segurança em relação aos estados limites de serviço é feita em função das combinações de serviço.
ABNT NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto
11. Ações
11.8 Combinações de ações
11.8.1 Generalidades
Um carregamento é definido pela combinação das ações que têm probabilidades não desprezíveis de atuarem simultaneamente sobre a estrutura, durante um período preestabelecido. A combinação das ações deve ser feita de forma que possam ser determinados os efeitos mais desfavoráveis para a estrutura; a verificação da segurança em relação aos estados-limites últimos e aos estados-limites de serviço deve ser realizada em função de combinações últimas e de combinações de serviço, respectivamente.
11.8.2 Combinações últimas
Uma combinação última pode ser classificada como normal, especial ou de construção e excepcional.
11.8.2.1 Combinações últimas normais
Em cada combinação devem estar incluídas as ações permanentes e a ação variável principal, com seus valores característicos e as demais ações variáveis, consideradas secundárias, com seus valores reduzidos de combinação, conforme ABNT NBR 8681.
11.8.2.2 Combinações últimas especiais ou de construção
Em cada combinação devem estar presentes as ações permanentes e a ação variável especial, quando existir, com seus valores característicos e as demais ações variáveis com probabilidade não desprezível, de ocorrência simultânea, com seus valores reduzidos de combinação, conforme ABNT NBR 8681.
11.8.2.3 Combinações últimas excepcionais
Em cada combinação devem figurar as ações permanentes e a ação variável excepcional, quando existir, com seus valores representativos e as demais ações variáveis com probabilidade não desprezível de ocorrência simultânea, com seus valores reduzidos de combinação, conforme ABNT NBR 8681. Nesse caso se enquadram, entre outras, sismo e incêndio.
11.8.2.4 Combinações últimas usuais
Para facilitar a visualização, essas combinações estão dispostas na Tabela 11.3.
11.8.3 Combinações de serviço
11.8.3.1 Classificação
São classificadas de acordo com sua permanência na estrutura e devem ser verificadas como estabelecido a seguir:
a) quase permanentes: podem atuar durante grande parte do período de vida da estrutura, e sua consideração pode ser necessária na verificação do estado-limite de deformações excessivas;
b) frequentes: repetem-se muitas vezes durante o período de vida da estrutura, e sua consideração pode ser necessária na verificação dos estados-limites de formação de fissuras, de abertura de fissuras e de vibrações excessivas. Podem também ser consideradas para verificações de estados-limites de deformações excessivas decorrentes de vento ou temperatura que podem comprometer as vedações;
c) raras: ocorrem algumas vezes durante o período de vida da estrutura, e sua consideração pode ser necessária na verificação do estado-limite de formação de fissuras.
11.8.3.2 Combinações de serviço usuais
Para facilitar a visualização, essas combinações estão dispostas na Tabela 11.4.
ABNT NBR 6120:2019 – Ações para o cálculo de estruturas de edificações
5. Ações permanentes
5.1. Generalidades
Na falta de determinação experimental mais rigorosa, as ações permanentes devem estar de acordo com os valores característicos nominais mínimos indicados nesta Seção.
5.2 Peso próprio da estrutura
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.
5.3 Peso específico dos materiais de construção
Na falta de determinação experimental mais rigorosa, pode ser utilizada a Tabela 1 (ver NBR 6120) 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.
5.4 Peso de componentes construtivos
Na falta de determinação experimental mais rigorosa, podem ser utilizadas as Tabelas 2 a 9 (ver NBR 6120) 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.
5.5 Ações permanentes devido a materiais de armazenagem
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, cuidando-se da variabilidade do peso específico destes materiais.
5.6 Empuxos e pressões hidrostáticas
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 ABNT 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.
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.
6 Ações variáveis
6.1 Generalidades
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.
6.2 Cargas variáveis
As estruturas devem ser projetadas para suportar as cargas variáveis indicadas na (Tabela 10). 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.
As cargas variáveis devem ser consideradas como quase-estáticas. Para cargas que possam induzir efeitos de ressonância ou outra resposta dinâmica significativa da estrutura (por exemplo: danças, saltos, movimentos de máquinas etc.), esses efeitos devem ser levados em consideração por meio de fatores dinâmicos ou análise dinâmica específica.