PEF2303 Seguranca.pdf

7/23/2019 PEF2303 Seguranca.pdf

1/34

PEF 2303ESTRUTURAS DE CONCRETO I

INTRODUO

SEGUR N D S ESTRUTUR S


2/34

Introduo Segurana das Estruturas


Conceito de Segurana

Mtodos de Verificao da SeguranaMtodo das Tenses Admissveis

Mtodos ProbabilsticosMtodo Semi-Probabilstico

Mtodo dos Estados LimitesEstado Limite ltimo

Estado Limite de Servio


3/34



Segurana de uma estrutura a capacidade que ela apresenta de

suportar,sem atingir um estado limite,as aes mais desfavorveis ao longoda vida til da obra em condiesadequadas de funcionalidade.


4/34



qualitativo e de difcil quantificao !

insegurana x desperdcio.

fatores que influenciam a segurana:variabilidade das aes e resistncias,importncia da estruturacusto dos danos,

imprecises geomtricas,imprecises de projeto relativas sresistncias e solicitaes, ...

Segurana o afastamento que uma estruturaapresenta entre as situaes previstas para seuuso e a situao de runa.


5/34



O engenheiro justamente aquele profissionalque adquire a habilidade de conduzir o carro numa

estrada relativamente estreita, entre dois precipcios:o da insegurana e o do desperdcio.

Lauro Modesto dos Santos

Clculo de Concreto Armado

vol.1


6/34



Segurana obtida atravs de concepes baseadasna intuio dos projetistas e construtores.

Mtodo Intuitivo

Intuio: pode ser pura, ou, mais comumente,condicionada por sucessos e insucessos deconstrues similares anteriormente feitas,

inclusive de modelos.


7/34



Segurana obtida atravs de concepes baseadasna intuio dos projetistas e construtores.

Mtodo Intuitivo

anti-econmicas;

grau de insucesso elevado;

obrigatoriedade, face ao desconhecimento das

teorias quantitativas do comportamento estrutural.


8/34



Teorias quantitativasmecnica das estruturas

comportamentos estruturaiscomportamento reolgicodeterminao dos esforos internos, deformaese deslocamentos produzidos por aescritrios de resistncia dos materiais

mtodos experimentais

Hiptese fundamental:comportamento estrutural determinstico

Como

Quantificar ?


9/34


aplicao de um coeficiente de segurana interno:

condio de segurana:

Mtodos de Verificao da Segurana

Mtodo das Tenses Admissveis

i

rup

1i

rup

..... tenses admissveis

..... tenses atuantes

..... tenses de ruptura

o coeficiente ique avalia a segurana, variaconforme o material, para garantir a mesma segurana.

54

7,1

amadeira

ao


10/34


igrande no significa necessariamente grande segurana,

portanto ino quantifica segurana.

item mais significado como coeficiente de ignorncia em relao aocomportamento do material.

no levam em considerao a combinao prevista de aes.

em problemas no-lineares, iconduz a uma idia falsa,levando muitas vezes a solues anti-econmicas.

no quantifica a segurana, encontra-se definitivamente superado.

Mtodo das Tenses Admissveis

principais crticas:


11/34


PROBABILIDADE DE RUNA

Mtodos de Verificao da Segurana

Mtodos Probabilsticos

coeficientes de segurana: ie e probabilidade de runa

RUNA

R (resistncia) alcanada por S (solicitao)

SRpp


12/34



no h segurana absoluta (p=0) !

o risco sempre existe, ainda que com projeto, execuoe controle dentro dos mais rigorosos padres.

faz-se a distino entre o insucesso aleatrio, sem culpados,e os desastres por impercia ou irresponsabilidade.

o risco inerente vidano se adota um coeficiente de

segurana, tambm nas estruturas assume-se um risco.


13/34



uma probabilidade p pode ser concebida de duas maneiras:

limite para o qual tende a frequncia relativa da ocorrncia doevento, para um nmero ngrande de repeties;

medida subjetiva do grau de confiana na ocorrncia do evento.

quantificar a segurana quantificarp.

(1-p) mede a confiana no sucesso da estrutura.

ndice de segurana: colog p.

quantificarp tarefa extremamente complexa, que envolve

problemas tcnicos, ticos, polticos e econmicos.

muito difcil estabelecer nmeros quando h vidas em jogo.


14/34



a escolha dep ditada fundamentalmente por razes econmicas.

menor aprobabilidade

de runa p

maior onvel de

segurana

mais caraa estrutura

teoricamente, deve-se utilizar o valor depque compatibilize custo

com segurana adequada da obra.por exemplo: p=0,001=1/1000, o custo total destas obras dado por:

DCC 1tot 1000

DpCDCC 111000

1

p

p

p.DC1

C1+ p.D

custo

unitrio

determinao da probabilidade de runapmais indicadamenor custo unitrio


15/34



Mtodo probabilstico condicionado

quase tudo ALEATRIO:aes, solicitaes, resistncias, geometria da estrutura.

teoria que fornece a configurao de runa:

continua DETERMINSTICA.

Mtodo probabilstico puro

a considerao de todas as configuraes de runapossveis pela aleatoriedade das propriedades mecnicas

e dos parmetros geomtricos constitui a essncia domtodo probabilstico puro.

muito complexoconstitui sonho dos pesquisadores.


16/34


Mtodo Semi-Probabilstico

a verificao da seguranaconsiste,basicamente, no seguinte procedimento:

aes e resistncias caractersticasvariveis aleatrias - 5% de probabilidade de seremultrapassados para o lado mais desfavorvel

aes e resistncias de clculomajoram-se as aes e solicitaes (f) e reduzem-se asresistncias (m, s para o ao e cpara o concreto)

segurana: situao de runadeterminstica, valores de clculo. dd RS


17/34



constitui um progresso em relao aos anteriores, pois:

introduz dados estatsticos e conceitos probabilsticos demaneira racional e sistemtica (c> s, variabilidade maior no concreto);

aborda estruturas de comportamento no-linear sem se deixar falsear;

a crtica mais sria que, em se tratando de mtodo hbrido, no possvel determinar-se um coeficiente global de segurana e nemconhecer a probabilidade de runa;

a nica perda havida realmente foi a perda da iluso de

que a segurana estrutural era conhecida e medidaDcio Leal de Zagottis


18/34


Mtodos dos Estados Limites(semi-probabilstico)

ESTADOS LIMITES:

quando umaestrutura deixa de preencher uma

qualquer das finalidades de sua construo, diz-se que ela atingiu um estado limite


19/34



ESTADO LIMITE LTIMOELUesgotamento da capacidade portante,associados ao colapso provocando a paralizao do uso:

ruptura de sees crticas da estrutura,

colapso da estrutura,

perda da estabilidade do equilbrio,

deteriorao por fadiga;


20/34



ESTADO LIMITE DE SERVIOELSassociados durabilidade, aparncia, conforto dousurio e bom desempenho funcional

deformaes excessivas para utilizao normal da estrutura,

fissurao prematura ou excessiva,

danos indesejveis (corroso),

deslocamentos excessivos sem perda da estabilidade,vibraes excessivas.


21/34


Aes

caractersticas Fk,sup= Fk

valor caracterstico superior, 5% deprobabilidade de ser ultrapassado.

valor da carga (F)

Fk,sup

densidade de

probabilidade

distribuio

normal

5%clculo Fd= f. Fkreduzindo a probabilidade de ser ultrapassado.



22/34


Combinaes Usuais das Aes

Em edifcios:

para verificaes de estados limites ltimos

(fg= fq= 1,4); (e= 1,2)

Fd= 1,4 Fgk+ 1,4 Fqk+ 1,2 Fek (desfavorvel)

Fd= 0,9 Fgk+ 1,4 Fqk+ 1,2 Fek (favorvel)

para verificaes de estados limites de utilizao

(fg= 1 e fq= 0,7); (e= 1)

Fd= Fgk+ 0,7 Fqk+ Fek



23/34


Simultaneidade das Aes

Cargas variveis: naturezas distintas e probabilidades de ocorrncias simultneas

Quando existirem aes variveis de naturezas diferentes com pouca

probabilidade de ocorrncia simultnea, com Fqk1Fqk2Fqk3... , adotam-se asseguintes aes de clculo (combinao de aes):

para verificaes de estados limites ltimos

Fd= 1,4 Fgk+ 1,4 [Fqk1 + 0,8 (Fqk2+ Fqk3+ ...)] + 1,2 Fek

para verificaes de estados limites de servio em edifcios

Fd= Fgk+ 0,7 [Fqk1+ 0,8 (Fqk2+ Fqk3+ ...)] + Fek



24/34


Resistncias

caractersticas fk,inf = fk

valor caracterstico inferior, 5% deprobabilidade de ser ultrapassado

clculo fd= fk/ mreduzindo a probabilidade de ser inferior

fk,inf

densidade de

probabilidade

distribuio

normal

5%



25/34


Coeficientes de Ponderao das Resistncias

m= m1x m2x m3

m1 : considera a variabilidade da resistncia dos materiais envolvidos

m2 : considera a diferena entre a resistncia do material no corpo deprova e na estrutura

m3 : considera os desvios gerados na construo e as aproximaesfeitas em projeto do ponto de vista das resistncias



26/34


Coeficientes de Ponderao das Resistncias

Combinaes Concreto (c) Ao (s)

Normais 1,4 1,15

Especiais oude construo 1,2 1,15

Excepcionais 1,2 1,0

ELSELU

m= 1,0



27/34


Coeficientes de Ponderao



28/34


estados limites ltimos (ELU)Concreto: c= 1,4 fcd= fck/ 1,4

Ao: s= 1,15 fyd= fyk/ 1,15

estados limites de servio (ELS)

Concreto: c= 1

Ao: s= 1

Coeficientes de Ponderao das ResistnciasUsuais em Edifcios:



29/34


o concreto quando bem executado, um material estvel;

e quando exposto as intempries, sua resistncia mecnicacresce lentamente com o tempo;

o ao um material sujeito corroso eletroqumica, essa

corroso ouferrugem

reduz a seo resistente do ao, limitandoa sua durabilidade;

as barras de ao (armadura) so protegidas contra a corrosopelo fato de o concreto ser um meio alcalino, e essa proteo mantida mesmo com o concreto fissurado moderadamente;

por isso, as estruturas de concreto armado tm uma grande

durabilidadequando expostas ao meio ambiente

Durabilidade do Concreto Estrutural


30/34


Exigncias de Durabilidade

As estruturas de concreto devem ser projetadas econstrudas de modo que sob as condies

ambientais previstas na poca do projeto e quandoutilizadas conforme preconizado em projetoconservem suas segurana, estabilidade e aptidoem servio durante um perodo mnimo de 50 anos,sem exigir medidas extras de manuteno e reparo.

Durabilidade do Concreto Estrutural(Diretrizes do Projeto de Reviso da NBR6118/2000)


31/34


Vida til (50 anos) por vida til de projeto, entende-se o perodo de

tempo durante o qual se mantm as caractersticasdas estruturas de concreto sem exigir medidas extrasde manuteno e reparo, isto , aps esse perodoque comea a efetiva deteriorao da estrutura, como aparecimento de sinais visveis como: produtos decorroso da armadura, desagregao do concreto,fissuras, etc.

o conceito de vida til aplica-se estrutura como umtodo ou s suas partes.



32/34


Mecanismos de Envelhecimento e Deteriorao

Mecanismos preponderantes de deteriorao relativos ao concreto;

lixiviao, expanses, reaes deletrias superficiais de agregados Mecanismos preponderantes de deteriorao relativos armadura;

despassivao por carbonatao e por elevado teor de cloretos

Mecanismos de deteriorao da estrutura propriamente dita

So todos aqueles relacionados s aes mecnicas, movimentaes de

origem trmica, impactos, aes cclicas, deformao lenta (fluncia),relaxao, etc.


D bilid d d C t E t t l


33/34



Classe deagressividade Agressividade

Risco de deterioraoda estrutura

I fraca insignificante

II mdia pequeno

III forte grande

IV muito forte elevado

Agressividade do Ambiente(aes fsicas e qumicas que atuam sobre as estruturas)

Durabilidade do Concreto Estrutural


34/34


Para evitar envelhecimento prematuro e satisfazer as exigncias dedurabilidade devem ser observados os seguintes critrios do conjunto deprojetos relativos obra:

prever drenagem eficiente;

evitar formas arquitetnicas e estruturais inadequadas;

garantir concreto de qualidade apropriada, particularmente nas regies

superficiais dos elementos estruturais; garantir cobrimentos de concreto apropriados para proteo s

armaduras;

detalhar adequadamente as armaduras;

controlar a fissurao das peas;

prever espessuras de sacrifcio ou revestimento protetores em regies sob

condies de exposio ambiental muito agressivas; definir um plano de inspeo e manuteno preventiva.

Durabilidade do Concreto Estrutural(Critrios de Projeto)

PEF2303 Seguranca.pdf

Documents

Transcript of PEF2303 Seguranca.pdf