As normas

Um projeto, uma dúzia de normas, uma ordem

Ninguém projeta uma casa de LSF com uma norma só. A carga vem de uma, o vento de outra, a forma de somar as duas de uma terceira, e a resistência do montante de uma quarta, que por sua vez remete a outras para o aço e para a ligação. O que confunde quem começa não é o conteúdo de cada norma: é a ordem em que elas entram.

Esta página é o mapa. Ela diz o que cada norma rege, de onde vem e para onde vai o número, e em que ponto do CalcSteel cada uma aparece: como dado que você digita, como verificação que o motor faz ou como responsabilidade que fica com quem assina.

O detalhe de cada verificação, com as contas, fica nas páginas de Cálculo, a partir de Ações. Aqui o objetivo é outro: que, ao ler um aviso do motor ou um item do memorial, você saiba de que norma ele veio e por que ele está ali.

• 3: partes da NBR 16970, a norma do sistema, publicadas em 2022
• 2010: edição da NBR 14762, a do perfil formado a frio
• 4: mercados com condição própria no app: BR, EUA, AU e NZ

Da carga à ligação, cada norma entrega à seguinte

Leia o projeto como uma linha de montagem de números. As ações dizem quanto pesa e quanto venta. A combinação diz como somá-las, com que coeficientes, para chegar à solicitação de cálculo. A análise leva essas cargas pela estrutura e devolve o esforço em cada barra. A resistência diz quanto o perfil aguenta. A ligação diz se o parafuso entrega esse esforço à peça seguinte. E por fora de tudo, o desempenho pergunta se a casa, além de ficar de pé, é habitável.

A norma do sistema remete às outras

A NBR 16970-2, a parte estrutural da norma do LSF, não refaz o dimensionamento do perfil: o escopo dela (item 1) diz que o projeto segue o método dos estados-limites da NBR 14762, e o item 4.9 manda fazer análise e dimensionamento pela NBR 14762 e pela NBR 8800. O que ela acrescenta é o que é próprio do sistema: contenções, deslocamentos, vibração de piso, ancoragem.

E a do perfil remete às de ação

A NBR 14762, por sua vez, não diz quanto pesa uma laje seca nem quanto venta em Florianópolis. Ela manda buscar as ações na NBR 6120 e na NBR 6123 e combiná-las pelos critérios de segurança da NBR 8681 (seções 5 e 6). Por isso o mapa tem uma ordem, e é nela que o CalcSteel organiza a obra.

Norma por norma: o que rege e onde entra no app

A tabela é o mapa em forma de lista. A coluna da edição traz o ano só quando ele foi conferido no texto da norma ou em catálogo de normas; onde não conferimos, fica só o número. A última coluna diz o papel de cada norma no app: entrada, motor ou engenheiro.

Estados-limite: a linguagem comum de todas elas

Todas as normas do mapa falam o mesmo idioma, o do método dos estados-limites. Um estado-limite é a situação a partir da qual a estrutura deixa de servir. Há dois tipos. No estado-limite último (ELU) ela deixa de ser segura: escoa, flamba, rasga, tomba. No estado-limite de serviço (ELS) ela continua de pé mas deixa de ser usável: a flecha trinca o gesso, o piso vibra, a parede balança ao vento.

ELU no LSF

• escoamento e ruptura da barra tracionada (fita, cinta)
• flambagem local, distorcional e global do montante
• flexão e cortante de verga, viga de piso e banzo
• esmagamento da alma sob carga concentrada
• força e rigidez das contenções (cinta, bloqueador)
• parafuso e ancoragem

ELS no LSF

• flecha de verga, viga de piso e tesoura
• flecha do montante ao vento, medida na corda
• deslocamento do topo e entre pavimentos
• vibração de piso ao caminhar (16970-2, seção 9)

O detalhe de cada um, e quais o motor confere, está nas páginas de Cálculo. Aqui basta reconhecer o tipo do aviso.

NBR 6120: quanto pesa e quanto se usa

A NBR 6120 dá os pesos próprios dos materiais e as sobrecargas de uso por tipo de ambiente. No LSF ela pesa menos que na alvenaria, literalmente: o fechamento é placa, o piso é laje seca, e a casa inteira é leve. É justamente por isso que o vento, que não depende do peso, ganha importância no LSF e pode governar o montante e a ancoragem.

O que é dado de entrada

As cargas por m² são dados seus. O app nasce com os valores de partida do mercado da obra (no Brasil: placas, revestimentos, telhas, forro, laje seca, sobrecarga de 150 kgf/m² no entrepiso e 25 kgf/m² no telhado) e você os troca pelo que o projeto de arquitetura especifica. A classificação, permanente ou variável, já vem feita: peso de placa é permanente, sobrecarga de uso é variável.

O que fica com o engenheiro

Conferir os valores contra a NBR 6120 para o uso real de cada ambiente e para o material de verdade. Um banheiro com revestimento cerâmico pesado, uma caixa-d'água sobre o forro, um mezanino de depósito: cada um pede a linha certa da norma. O valor de partida é um ponto de partida, e o número que vai para o memorial é o seu.

NBR 8681: como somar o que não acontece junto

A casa não recebe a sobrecarga máxima de uso e o vento máximo no mesmo instante, e o peso próprio às vezes ajuda (quando o vento quer levantar o telhado). A NBR 8681 organiza isso. Cada ação entra com um coeficiente de ponderação γ, que a majora no ELU, e as variáveis que acompanham a principal entram reduzidas por um fator de combinação ψ₀. Para cada ação variável que pode ser a principal nasce uma combinação.

Entrada

Os casos de carga: peso próprio, uso e um caso de vento por direção. O app os monta a partir das abas Cargas e Ação do vento.

Motor

Sem combinação sua, o motor gera a família pela norma de laminado do projeto: no Brasil, NBR 8800, com os γ e ψ₀ da NBR 8681. Combinação que você escreveu é respeitada como está.

Engenheiro

Decidir se faltam ações (sismo, temperatura, construção, impacto) e conferir os ψ para o uso da obra. As combinações de serviço e a de vibração seguem os fatores próprios de cada verificação.

NBR 14762: a chapa fina tem regras próprias

Um perfil laminado é grosso o bastante para escoar antes de enrugar. O perfil do LSF não: com menos de 2 mm de chapa, a parede do C perde estabilidade antes de o aço chegar ao escoamento. A NBR 14762 existe por isso. Ela trata a seção como um conjunto de chapas finas, cada uma podendo flambar sozinha (local), o conjunto aba e enrijecedor podendo girar em torno da dobra (distorcional), e a barra inteira podendo flambar por flexão, torção ou as duas (global).

NBR 16970-2: o que o sistema acrescenta ao perfil

Um montante isolado e um montante dentro de uma parede de LSF não são a mesma barra. Dentro da parede ele tem cinta e bloqueador que o seguram no meio, guia que o recebe embaixo e em cima, placa que o reveste, e uma flecha que trinca o acabamento se passar do limite. A NBR 16970-2 é a parte da norma que trata dessas relações. O motor do CalcSteel lê o papel de cada peça na obra (montante, guia, verga, banzo, viga de piso) e aplica a ela o item que lhe cabe.

NBR 6123: a ação que governa a casa leve

A NBR 6123 transforma o lugar da obra numa pressão. Parte da velocidade básica V₀, lida no mapa de isopletas, e a corrige por três fatores: S₁ (o relevo), S₂ (a rugosidade do terreno, a classe da edificação e a altura) e S₃ (o grupo de uso, ligado ao tempo de retorno). Daí sai a pressão dinâmica q, que os coeficientes de pressão externa (Cpe, por face) e interna (Cpi, pela vedação) distribuem pela casa.

Entrada e motor

Você escolhe V₀ (clicando no mapa ou digitando), S₁, a categoria do terreno, o grupo, a classe, a vedação e as direções. O app calcula q e os coeficientes, e na análise gera um caso de vento por direção, com um painel de pressão em cada parede externa, em cada água do telhado e em cada oitão. O vento chega aos montantes, inclusive os das aberturas (king, jack e cripple), que é o caminho real da pressão.

A edição

A ABNT publicou nova edição da NBR 6123 em 2023, e o seletor mostra a edição que o cálculo de vento aplica. A obra nova nasce na NBR 6123:2023; obra calculada antes continua na edição em que foi calculada, porque o CalcSteel versiona o cálculo, e o resultado de obra antiga não muda sozinho. A edição que vale para a obra é a que o contrato e o engenheiro adotam; ao assinar, confira que é a mesma do seletor.

Ficar de pé é o mínimo: a casa precisa funcionar

Uma estrutura que passa em todos os estados-limite ainda pode ser uma casa ruim: fria no inverno, barulhenta, úmida no pé da parede, lenta para resistir ao fogo. Três normas cuidam disso, e nenhuma delas é de cálculo de barra. A NBR 15575, em partes, fixa o desempenho de qualquer edificação habitacional, seja qual for o sistema. A NBR 16970-1 traz os requisitos de componentes e de desempenho próprios do LSF. A NBR 16970-3 trata das interfaces: onde a parede encontra o piso, a esquadria, a instalação.

No CalcSteel

Essas normas não são dado de entrada do cálculo estrutural. O que o app guarda que conversa com elas é o fechamento da obra (as placas, que também entram como peso na aba Cargas) e os detalhes típicos da prancha, que desenham os encontros. Detalhes típicos mostra esses detalhes.

Com o engenheiro e o arquiteto

Escolher o pacote de parede que atende a NBR 15575 e a NBR 16970-1 (térmico, acústico, fogo) e detalhar as interfaces pela NBR 16970-3. É um projeto à parte, que pode mudar a espessura da placa e, com ela, o peso que volta para a NBR 6120.

O mesmo mapa, com outros nomes

Fora do Brasil o encadeamento é o mesmo (ação, combinação, resistência, ligação, desempenho), mas cada país tem a sua norma para cada caixa. O CalcSteel trata a norma como uma variável do mercado da obra. Quatro mercados têm condição própria no app, com perfis, aços, passos e norma; para eles, a tabela abaixo dá a norma do perfil e a do vento, com a edição que o app mostra.

Também no seletor de normas

Não é tradução

AISI S100 e AS/NZS 4600 são parentes da NBR 14762 (a mesma família de curvas para flambagem), mas os coeficientes e as combinações mudam. As combinações seguem a norma de laminado do projeto: no Brasil a família da NBR 8681, nos EUA a da AISC 360, na Austrália a da AS 4100. Por isso o mesmo montante, na mesma casa, pode ter outro aproveitamento em outro país.

As verificações do sistema

Contenções, flechas pelo papel e esmagamento da alma citam no memorial o item brasileiro de onde vêm (NBR 16970-2 e Anexo D da NBR 14762). Fora do Brasil, o engenheiro confere esses limites contra a norma local que o contrato adota, como faria com qualquer critério de projeto.

Como o CalcSteel escolhe a norma pela obra

Duas escolhas andam juntas. O mercado da obra, no assistente de obra nova, traz o que é do país: perfis, aços, passos, cargas de partida e a norma de vento, e mostra no cabeçalho o chip com o país e a norma do perfil (Brasil · NBR 14762). As normas do projeto, nas configurações, dizem com que norma o motor dimensiona: uma para laminado e uma para formado a frio. O CalcSteel propõe as duas pela região de quem acessa, e você pode trocar.

1. Escolha o mercado ao abrir a obra

O assistente pergunta o mercado (Mercado e catálogo). A escolha fica guardada para a próxima obra, e a obra nova parte da máquina padrão do mercado.

2. Confira as normas do projeto

Nas configurações de norma, a de formado a frio deve ser a mesma do chip do mercado. Quem acessa do Brasil já começa com NBR 8800 e NBR 14762; da Austrália, com AS 4100 e AS/NZS 4600; dos EUA, com AISC 360 e AISI S100.

3. Confira a norma de vento

A aba Ação do vento abre na norma do país do mercado. O nome e a edição estão no seletor, e é deles que sai a pressão.

A norma diz o quê, o motor faz a conta, o engenheiro assina

Um software de cálculo não é responsável técnico. A norma fixa os critérios, o motor aplica os que ele implementa aos dados que recebeu, e quem responde pela obra é o profissional habilitado que assina a ART (Anotação de Responsabilidade Técnica, Lei 6.496/1977) no CREA. Cada um tem um papel que os outros não substituem.

A norma

Define ação, combinação, resistência e limite. Não conhece a obra: não sabe se o banheiro tem caixa-d'água em cima nem se o terreno é um morro.

O motor

Monta o modelo da obra, gera vento e combinações, resolve a estrutura e verifica cada barra e cada contenção pelos itens que implementa, com a versão gravada na obra. Faz a conta de mil barras sem errar a tabuada.

O engenheiro

Escolhe as hipóteses, confere os dados de entrada, julga o que o modelo não vê, projeta ligação e ancoragem, e assina. A ART é dele.

O que a NBR 16970-2 pede no memorial

O item 4.7 lista o conteúdo mínimo do memorial de cálculo: o arranjo da estrutura, os materiais, as ações admitidas, os esquemas de análise, a análise, o dimensionamento das peças e das ligações e, no fim, o programa usado e a sua versão. No CalcSteel a versão é a do motor gravada na obra.

O item 4.6 prevê ainda a avaliação de conformidade do projeto por profissional independente, quando o contratante a pede, antes da construção.

Antes de assinar

• Mercado e normas do projeto concordam
• Cargas por m² conferidas contra a NBR 6120
• V₀, S₁, terreno e grupo do local real
• Combinações completas para a obra
• Avisos do motor lidos, um a um
• Parafusos e ancoragem dimensionados
• Desempenho e interfaces no projeto

O mapa, numa linha

NBR 6120 e NBR 6123 (ações) → NBR 8681 (combinação) → análise pela NBR 14762 e NBR 8800 → NBR 14762 e NBR 16970-2 (resistência, contenções, deslocamentos) → NBR 14762 seção 10 (ligação) → NBR 15575 e NBR 16970-1 e -3 (desempenho e interfaces).

Cinco ideias para guardar

• A NBR 16970-2 se apoia na NBR 14762, não a substitui
• ELU pergunta se é seguro; ELS, se é usável
• Na casa leve, o vento pesa mais que o peso
• Norma é variável do mercado: confira chip e configurações
• O motor calcula; a ART é do engenheiro

O exemplo até aqui

• BR: mercado da obra
• 14762: norma do perfil, edição 2010
• 6123: norma de vento, edição 2023