Índice
O Projeto de Revisão da ABNT NBR 6118 A V18 e a NBR 6118:2014 Concretos até C90 Módulo Ec Cobrimentos Dimensões Mínimas Desaprumo Global Modelagem Estrutural Pilares Vigas Lajes Fundações
O Projeto de Revisão da ABNT NBR 6118
No período de 15/08/2013 a 15/10/2013, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) disponibilizou ao público em geral o “Projeto de Revisão da ABNT NBR 6118” para Consulta Nacional. Esse texto foi elaborado pela Comissão de Estudo de Estruturas de Concreto – Projeto e Execução (CE-02:124.15) do Comitê Brasileiro da Construção Civil (ABNT/CB-02).
Esse projeto é previsto para substituir integralmente a principal norma relacionada ao projeto de estruturas de concreto, a ABNT NBR 6118:2007 (2003). Atualmente (dezembro de 2013), o texto se encontra em fase final de revisão para a sua publicação oficial, prevista para o início de 2014. Exatamente por essa razão, estamos denominando a mesma de “NBR 6118:2014”.
Dentre as principais modificações introduzidas nesse texto, destacam-se: consideração de concretos do grupo II de resistência (até 90 MPa), requisitos de durabilidade diferenciados para elementos em contato com o solo, ponderadores adicionais para lajes em balanço e pilares muito esbeltos, consideração do tipo de agregado na formulação do módulo de elasticidade do concreto, novo tratamento para imperfeições geométricas globais, definição de envoltórias para aplicação do M1d,mín no dimensionamento de pilares, melhoria no dimensionamento de pilares-parede por faixas, melhoria no dimensionamento de armadura lateral de vigas e refinamento no dimensionamento de armadura contra o colapso progressivo em lajes.
A V18 e a NBR 6118:2014
Inicialmente, na V18, foram adaptadas as principais novidades presentes no “Projeto de Revisão da ABNT NBR 6118”.
O maior objetivo de antecipar os itens desse projeto normativo, antes mesmo da sua efetiva publicação, é proporcionar uma transição mais suave ao Engenheiro, com vistas ao pleno atendimento dos novos requisitos, que nem sempre são de fácil compreensão e adaptação.
Os eventuais ajustes após a publicação oficial da ABNT NBR 6118:2014 serão devidamente adaptados nas revisões seguintes da V18.
Revisitação
O desenvolvimento deste trabalho na V18 exigiu uma completa e minuciosa revisitação teórica aos mais variados temas. Dessa forma, além da adaptação dos novos requisitos previstos no “Projeto de Revisão da ABNT NBR 6118”, detectou-se também a necessidade de incorporar alguns novos itens referentes ao atual texto em vigor (ABNT NBR 6118:2007).
Compatibilidade
Assim como ocorreu na época da publicação da ABNT NBR 6118:2003, na V18, será mantida a total compatibilidade com projetos iniciados com as normas anteriores à ABNT NBR 6118:2014 (2013). Dessa forma, continuará sendo possível atender os requisitos previstos na ABNT NBR 6118:1978 (1980), na ABNT NBR 6118:2003 (2007), ou mesmo definir livremente quaisquer valores para cada um dos critérios de projeto existentes no sistema (Manter critérios).
Concretos até C90
Uma das grandes novidades presentes na ABNT NBR 6118:2014 é a abrangência de concretos do grupo II de resistência (C55 a C90). Para tanto, foi necessário rever e ajustar uma série de condições, dentre elas: o diagrama tensão-deformação do concreto, os domínios de cálculo e a formulação para estimativa do módulo de elasticidade Ec.
Na V18, concretos do grupo II poderão apenas ser definidos em pilares.
Módulo Ec
Além da nova formulação para concretos com fck superior a 50 MPa, foi adicionada também a influência do tipo de agregado na estimativa do módulos de elasticidade Eci e Ecs.
Cobrimentos
Nos dados de edifício, foram definidos cobrimentos diferenciados para elementos estruturais em contato com o solo. No Modelador Estrutural, o usuário poderá definir quais elementos estruturais (viga, pilar ou laje) estão nesta condição.
Incluída a redução do cobrimento mínimo em 0,5 cm no caso de se estar utilizando uma classe de concreto maior que a mínima exigida para a classe de agressividade ambiental definida.
Dimensões Mínimas
Foram criados novos critérios e dados no Modelador Estrutural para a completa e ampla verificação das dimensões mínimas dos elementos estruturais. Essa verificação continua sendo opcional.
Desaprumo Global
Foram adaptadas as novas condições para consideração das imperfeições geométricas globais. O número de prumadas (n), dado necessário para calcular θa, foi adicionado como critério.
O sistema continua calculando automaticamente o coeficiente de arrasto equivalente para consideração do desaprumo global.
Modelagem Estrutural
Os modelos estruturais (grelha, pórtico espacial) não foram alterados e continuam sendo gerados com as mesmas características geométricas. Somente no caso da adoção de concretos com fck acima de 50 MPa em pilares, será adicionado um material com módulo de elasticidade de acordo com as novas formulações.
As combinações de ações, ELU e ELS, continuam sendo geradas automaticamente da mesma forma.
No que se refere aos tipos de análise estrutural (linear, linear com redistribuição, não-linear física, não-linear geométrica, dinâmica), os mesmos não foram alterados.
Pilares
O dimensionamento de pilares foi amplamente modificado para atender os requisitos do Projeto de Revisão da ABNT NBR 6118. Veja, a seguir, as principais alterações.
- Pilares com concreto do grupo II (C55 a C90) são dimensionados com de acordo com a nova curva tensão-deformação do concreto e os novos domínios de cálculo.
- Pilares com dimensão inferior ao mínimo (14 cm) são desenhados com uma tarja.
Pilares com índice de esbeltez superior a 140 passam a ser dimensionados com o coeficiente ponderador adicional γn.
Introduzido um pequeno ajuste no cálculo do índice de esbeltez limite, λ1. A excentricidade de 1ª ordem passou a ser calculada com o momento MA ao invés de αb.MA.
A formulação para aplicação do método do pilar-padrão com rigidez κ aproximada sem iterações já era adotada pelo sistema.
- O diagrama N, M, 1/r, de onde é obtido o EIsec e o κsec já era adotado pelo sistema.
- No visualizador de análise de efeitos locais de 2ª ordem, foi adicionado o cálculo pelo método do pilar-padrão com rigidez κ aproximada a partir do momento MRd,tot.
O cálculo da ancoragem das barras passa a respeitar o novo limite do comprimento de ancoragem básico.
Quando as imperfeições geométricas são calculadas a partir de θ1, passa a ser permitido a consideração somente da falta de retilineidade por meio de um novo critério.
- Para a consideração das imperfeições geométricas locais em função do momento mínimo de primeira ordem, M1d,mín, foi introduzida a verificação de acordo com a envoltória mínima, conforme ilustrada a seguir.
- Os efeitos localizados de 2ª ordem em pilares-parede passam a ser calculados com αb = 0,6 quando o momento fletor em torno da espessura da faixa for inferior a M1d,mín. A verificação dos efeitos locais de 2ª ordem neste caso, antes opcional, passa a ser obrigatória.
Vigas
A TQS realizou a adaptação do sistema computacional de vigas contínuas de concreto armado ao Projeto de Revisão da NBR 6118. Apresentamos abaixo os principais itens que foram abordados nesta adaptação:
1) Redução de Momentos Negativos e o valor de x/d
1.1) Introdução
O Projeto de Revisão da NBR 6118 trata os métodos de análise estrutural de vigas como sendo três métodos básicos:
- Análise linear
- Análise linear com redistribuição
- Análise plástica
Em função do valor do coeficiente redutor δ (reduz o momento M para δM) adotado no cálculo das solicitações da viga e da qualificação da estrutura, se é de nós fixos ou móveis (dependendo do parâmetro γz), teremos os diversos casos abordados para determinação do valor da profundidade relativa da linha neutra, x/d.
1.2) Novos Critérios de Projeto
Para atender a esta nova condição de correlação entre o valor do coeficiente redutor δ e da profundidade relativa da linha neutra, x/d, foram criadas diversas variáveis no arquivo de critérios que governam o processo. São elas:
- K124 - Governa o novo cálculo do valor de x/d em função de δ
Se K124 = 1 este novo cálculo é realizado
Se K124= 0 o cálculo continua como sendo o antigo da NBR 6118:2003
Valor de referencia da linha neutra, LN, (ou x/d) para M[-] análise linear
Considera-se análise linear quando - 0.90 <= δ =< 1. – Nós fixos e móveis.Valor de referencia da LN (x/d) para M[-] para o balanço
Valor de referencia da LN (x/d) para M[-] análise linear com redistribuição M[-]
Considera-se análise linear com redistribuição quando - 0.75 <= δ < 0.90 – Nós fixosValor de referencia da LN (x/d) para M[+] no vão
Valor de referencia de LN (x/d) para M[-] análise plástica
Considera-se análise plástica quando:- δ < 0.90 – Nós móveis
- δ < 0.75 – Nós fixos
Estes valores acima de profundidade relativa da linha neutra, x/d, máximos para os diversos tipos de análise como para balanços e momentos positivos podem ser livremente alterados pelo usuário. A filosofia implementada no sistema de vigas continua inalterada e voltada à necessidade do engenheiro projetista de estruturas.
- K125 - Controle de emissão de mensagens de erro grave se δ < 0.75 – Estrutura de nós Fixos
- K126 - Controle de emissão de mensagens de erro grave se δ < 0.90 - Estrutura de nós Móveis
Os dois critérios acima governam a emissão de mensagens de erros graves como apresentado no exemplo a seguir. Estes critérios foram adicionados ao sistema, pois é muito comum a ultrapassagem do valor limite do coeficiente redutor de momentos negativos, δ, prescrito pela Norma. Desta forma, a mensagem de erro grave pode ser emitida ou não, dependendo do valor desses critérios. Evidentemente que estes dois critérios devem que ser utilizados com muita atenção, cuidado e discernimento.
1.3) O valor limite de δ de para estruturas de Nós Fixos
Para estruturas de nós fixos o valor limite prescrito pela norma para o δ, coeficiente de redução de momentos negativos, é de 0.75. Caso este limite seja ultrapassado, mensagem de erro grave deve ser emitida.
1.4) O valor limite de δ de para estruturas de Nós Móveis
Para estruturas de nós móveis o valor limite prescrito pela norma para o δ, coeficiente de redução de momentos negativos, é de 0.90. Caso este limite seja ultrapassado, mensagem de erro grave deve ser emitida.
1.5) Impressão dos valores de δ, x/d e tipo da estrutura
Com este novo tratamento para a grandeza x/d, ficou importante apresentar no Relatório Geral de Vigas (RELGER) informações adicionais para a devida conferência. Os valores de x/d já eram impressos anteriormente, agora, no RELGER, também são impressas informações se a estrutura é de nós fixos ou móveis e os respectivos graus de plastificação (δ) à esquerda e à direita do vão.
2) Cobrimento de vigas em contato com o solo
Foi criado um novo critério para definir um cobrimento diferenciado para trechos em contato com o solo. Com esta nova condição de cobrimento fornecida, o relatório geral de vigas (RELGER) foi modificado para apresentar este valor.
3) Limitação do valor da decalagem de momentos fletores
O valor da decalagem do diagrama de momentos de força no banzo tracionado, grandeza “al”, prescrita no item 17.4.2.2.c - Elementos lineares sujeitos a força cortante – ELU / Modelo de cálculo I, foi limitado ao valor de “d” conforme expressão abaixo:
4) Novo limite imposto para a armadura lateral
A armadura lateral de vigas agora tem um novo limite, conforme imposto no item 17.3.5.2.3 - Armadura de pele, limite este estabelecido como sendo 5 cm²/m por face.
5) Limite de comprimento de ancoragem de barras de aço
Para atender ao item 9.4.2.4 - Comprimento de ancoragem básico, foi estabelecido o limite mínimo para o comprimento de ancoragem das barras a tração, “lb”, como sendo 25 * φ.
Este quesito foi introduzido neste Projeto de Revisão ABNT NBR 6118 para limitar os baixos comprimentos de ancoragem obtidos com concretos de fck elevados.
6) Dimensionamento de vigas a torção
No Projeto de Revisão ABNT NBR 6118 item 17.5.1.4.1. – Elementos lineares sujeitos a torção – ELU – Geometria da seção resistente – Seções poligonais convexas cheias, foi introduzida uma nova condição para se determinar a espessura da parede equivalente “he” e do perímetro “u” da seção cheia equivalente. Esta condição já estava programada na antiga versão do sistema de vigas
7) Grandezas adicionais que afetam o projeto de vigas
Algumas grandezas adicionais afetam o dimensionamento do sistema de vigas como o valor do módulo de elasticidade, classe de agressividade, etc. Estas grandezas são definidas na seção “Edifício” por ocasião da criação de um novo projeto e transmitidas automaticamente ao sistema de vigas contínuas.
Lajes
A seguir, são listadas as principais alterações no que se refere às lajes.
- Lajes em balanço com espessura inferior a 19 cm passam a ser dimensionadas com um coeficiente ponderador adicional γn. O Modelador Estrutural detecta automaticamente quando uma laje está em balanço a partir de um critério que estabelece uma porcentagem de bordo livre em relação ao total. Opcionalmente, pode-se editar essa condição de forma manual.
- A armadura contra o colapso progressivo passa a ser dimensionada com nova formulação e com o valor da força solicitante de cálculo ponderada de forma distinta.
O cálculo da ancoragem das barras passa a respeitar o novo limite do comprimento de ancoragem básico.
O Modelador Estrutural passa a verificar as dimensões mínimas de furos em lajes planas.
- Novo critério que permite reduzir a armadura positiva mínima (0,67.ρmín) em lajes planas armadas em duas direções e em lajes planas armaduras em uma direção (armadura secundária). O Modelador Estrutural detecta automaticamente se a laje é bidirecional a partir das dimensões do retângulo envolvente. Mas, essa consideração pode ser editada manualmente.
Fundações
As armaduras principais de flexão dos blocos sobre 9, 12, 15, 16, 18, 20 e 24 estacas passam a ser alojadas de maneira concentrada sobre as estacas. O detalhamento em armadura uniformemente distribuída foi abandonado nesses blocos. Para blocos sobre 7, 8, 10 e 11 estacas, devido à distribuição das estacas não apresentar alinhamento na direção Y, manteve-se o detalhamento da armadura principal de flexão com distribuição uniforme em todo o bloco nas duas direções. No entanto, a armadura detalhada deve atender a 120 % da armadura calculada em cada direção.
A porcentagem para cálculo da armadura de suspensão, detalhada em malha distribuída uniformemente nas direções X e Y, passa a ter um limite mínimo de 20% em relação à armadura principal no editor de critérios de blocos.