NBR 14918 - Chumbadores Mecanicos Pos-Instalados Em Concreto - Avaliacao Do Desempenho

Sede:Rio de JaneiroAv. Treze de Maio, 13 - 28º andarCEP 20003-900 - Caixa Postal 1680Rio de Janeiro - RJTel.: PABX (21) 3974-2300Fax: (21) 2240-8249/2220-6436Endereço eletrônico:www.abnt.org.br

ABNT - AssociaçãoBrasileira deNormas Técnicas

Copyright © 2002,ABNT–Associação Brasileirade Normas TécnicasPrinted in Brazil/Impresso no BrasilTodos os direitos reservados

DEZ 2002 NBR 14918Chumbadores mecânicospós-instalados em concreto -Avaliação do desempenho

Origem: 2º Projeto 04:003.01-081:2002ABNT/CB-04 Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos MecânicosCE-04:003.01- Comissão de Estudo de Elementos de FixaçãoNBR 14918 - Mechanical anchors post-installed in concrete, evaluating theperformanceDescriptors: Anchors. Test for anchors. Mechanical anchorsEsta Norma foi baseada na ACI 355.2-00Válida a partir de 30.01.2003

Palavras-chave: Chumbadores. Avaliação de chumbadores.Chumbadores mecânicos

33 páginas

SumárioPrefácio1 Objetivo2 Referências normativas3 Definições e notações4 Requisitos para identificação do chumbador5 Requisitos gerais6 Requisitos para as placas de concreto, instalação dos chumbadores e condução dos ensaios7 Ensaios de referência8 Ensaios de confiabilidade9 Ensaios em condições de serviço10 Determinação da categoria do chumbador11 Apresentação dos dados dos chumbadores12 Requisitos para o órgão independente de ensaios e avaliaçãoANEXOA Procedimentos e requisitosPrefácio

A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas - é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujoconteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial(ABNT/ONS), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delasfazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).

Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pública entreos associados da ABNT e demais interessados.

Esta Norma contém o anexo A, de caráter normativo.

1 Objetivo

1.1 Esta Norma estabelece programas de ensaios e requisitos para avaliação de chumbadores mecânicos de pós-concretagem, para uso em concreto, sob critérios de projeto da NBR 6118. Os critérios são estabelecidos para determinarse os chumbadores são aceitáveis apenas para uso em concreto não sujeito a fissuração, ou para uso indiferentementeem concreto sujeito ou não a fissuração. São estabelecidas categorias de desempenho para chumbadores, assim comoos critérios para que se classifiquem chumbadores em cada categoria. As categorias de desempenho são as utilizadaspela NBR 6118, definindo fatores de redução de resistência, além de outros parâmetros de projeto.

NBR 14918:20022

1.2 Esta Norma estabelece os ensaios exigidos para a qualificação dos chumbadores, ou grupos de chumbadores,mecânicos de pós-concretagem, para serem utilizados sob os critérios da NBR 6118.

1.2.1 Aplica-se somente a chumbadores ou grupos de chumbadores mecânicos, de pós-concretagem de expansão portorque ou por percussão e a chumbadores de segurança (chumbadores aplicados em furos alargados no fundo).

1.2.2 Aplica-se somente a chumbadores com diâmetro nominal de 6 mm (1/ 4 pol.) ou maior.

1.3 Esta Norma se aplica a chumbadores mecânicos pós-instalados para uso em aplicações estruturais referidas naNBR 6118 e sujeitos a cargas estáticas ou sísmicas, de tração, de cisalhamento ou de tração e cisalhamento combinadas.Aplica-se aos chumbadores mostrados nas figuras 1, 3 e 4.

1.4 Esta Norma não se aplica a chumbadores carregados em compressão caso o mecanismo de expansão também oseja, nem se aplica a chumbadores sujeitos a cargas de fadiga. Espera-se que os chumbadores que atendem àsespecificações desta Norma de avaliação resistam a cargas de projeto (de tração, de cisalhamento, ou de tração ecisalhamento combinadas), apresentando rigidez adequada. Os requisitos desta Norma relacionados à qualificação doschumbadores para aplicações sísmicas não simulam o comportamento de chumbadores em zonas de articulação plásticade estruturas de concreto armado.

1.5 Os valores citados em unidades do Sistema Internacional (SI): milímetro, newton, pascal, etc. ou em unidadesInglesas: pol., lbs, psi, etc. devem ser considerados separadamente. No texto, as unidades Inglesas aparecem entre -parênteses.

2 Referências normativas

As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para estaNorma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão,recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as ediçõesmais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento.

NBR 5732:1991 - Cimento Portland comum - Especificação

NBR 5738:1994 - Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto - Procedimento

NBR 5739:1994 - Concreto - Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos - Método de ensaio

NBR 6118:1980 - Projeto e execução de obras de concreto armado

NBR 7211:1983 - Agregado para concreto - Especificação

NBR 8800:1986 - Projeto e execução de estruturas de aço de edifícios (método dos estados limites) - Procedimento

NBR 8855:1991 - Propriedades mecânicas de elementos de fixação - Parafusos e prisioneiros - Especificação

NBR 8953:1992 - Concreto para fins estruturais - Classificação por grupos de resistência - Classificação

NBR 10062:1987 - Porcas com valores de cargas específicas - Características mecânicas dos elementos de fixação -Especificação

NBR 10065:1987 - Elementos de fixação de aço inoxidável e aço resistente à corrosão - Procedimento

NBR 10091:1987 - Chumbadores - Dimensões e características mecânicas - Padronização

NBR 12655:1996 - Concreto - Preparo, controle e recebimento - Procedimento

NBR 14827:2002 - Chumbadores instalados em elementos de concreto ou alvenaria - Determinação de resistência àtração e ao cisalhamento

NBR ISO/IEC 17025: 2001 - Requisitos gerais para competência de laboratórios de ensaio e calibração

NBR ISO/IEC Guia 58:1993 - Sistemas de credenciamento de laboratórios de calibração e ensaios - Requisitos geraispara operação e reconhecimento

ISO 5468:1992 - Parallel shank Masonry drills with carbide tips

ACI 355.2-00:2000- Evaluating the performance of post-installed mechanical anchors in concrete

3 Definições e notações

3.1 Definições

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definições:

3.1.1 categoria de chumbador (anchor category): Classificação de um chumbador, estabelecida com base no seudesempenho em ensaios de confiabilidade (ver seção 10).

NBR 14918:2002 3

3.1.2 chumbador de expansão por percussão (displacement-controlled expansion anchor): Chumbador de pós-concretagem, cuja resistênciavem da expansão contra as laterais do furo no concreto, através do movimento de um pinointerno a uma jaqueta ou através do movimento da jaqueta sobre um pino, ver exemplos na figura 1. Uma vez expandido,não há possibilidade de nova expansão, através da aplicação da carga. Nos chumbadores de expansão por percussão, aexpansão é obtida por impacto, agindo em uma jaqueta de expansão ou em um cone. Na figura 1-a), a jaqueta é expandidaatravés da inserção de um cone, com a intensidade da fixação sendo controlada pelo deslocamento do cone.Nas figuras 1-b) e 1-c), a jaqueta é inserida sobre o cone, com a intensidade da fixação sendo controlada pelo deslo-camento da luva.

a) b) c)

Figura 1 - Exemplos de chumbadores de expansão por percussão

3.1.3 chumbador de pós-concretagem (post-installed anchor): Chumbador instalado posteriormente em um elementode concreto pronto e já endurecido.

3.1.4 chumbador de pré-concretagem (cast-in-place anchor): Chumbador instalado no local antes da concretagem eque obtém sua resistência somente após a moldagem e cura do elemento de concreto (ver NBR 10091).

Figura 2 - Alguns exemplos de chumbadores de pré-concretagem

3.1.5 chumbador de segurança (undercut anchor): Chumbador de pós-concretagem, cuja resistência vem de uma travamecânica proveniente do alargamento, no fundo do furo, feito por ferramenta especial (ver figura 3-a) ou pelo própriochumbador durante sua instalação, através da inserção e rotação da própria jaqueta do chumbador sobre uma haste comextremidade cônica em um furo cilíndrico, onde o resíduo do alargamento fica retido no fundo do furo (ver figura 3-b).

a) b)

Figura 3 - Exemplos de chumbadores de segurança

NBR 14918:20024

3.1.6 chumbador de expansão por torque (torque-controlled expansion anchor): Chumbador de pós-concretagem,cuja resistência vem da expansão de uma ou mais jaquetas ou outros elementos, contra as laterais do furo, através daaplicação de torque que puxa o(s) cone(s) para o interior da(s) jaqueta(s). A figura 4 mostra exemplos.

a) b) c)

Figura 4 - Exemplos de chumbadores de expansão por torque

3.1.7 chumbador de adesão química (bonded anchor): Chumbador de pós-concretagem fixado por ação de um adesivoem quantidade suficiente para preencher o espaço entre as paredes do orifício e o chumbador propriamente dito.A figura 5-a) mostra uma resina química fornecida em ampola de vidro, que é introduzida, quebrada e misturada dentro dofuro com auxílio da própria haste roscada; a figura 5-b) mostra uma resina e um endurecedor fornecidos emcompartimentos separados, que são misturados em um bico misturador e aplicador, com auxílio de um dispositivo dosador.

Ampola Haste roscada Bico Haste roscadade vidro especial misturador simples

a) b)

Figura 5 - Exemplos de chumbadores de adesão química

3.1.8 concreto fissurado (cracked concrete): Placa de concreto com fissura passante de abertura uniforme.3.1.9 concreto sujeito a fissuração (cracked prone concrete): Região do elemento de concreto submetida a tensões detração.

3.1.10 concreto não sujeito a fissuração (uncracked concrete): Região do elemento de concreto não submetida atensões de tração.

3.1.11 equivalência estatística (statistically equivalent): Dois grupos de resultados de ensaios devem ser consideradosestatisticamente equivalentes, caso não haja diferença significativa entre as médias nem entre os desvios- padrão dosdois grupos. A equivalência estatística das médias dos dois grupos deve ser avaliada mediante um ensaio “t” unilateral,com grau de confiança de 90%.

3.1.12 falha por ruptura no concreto (concrete failure): Falha do concreto, que pode ser em forma de um cone ou emfissuração radial.

3.1.13 falha do concreto em cone (concrete breakout failure): Falha do concreto em forma de cone por esforço detração, ou falha em semicone na borda do concreto, por esforço de cisalhamento.

3.1.14 falha por escorregamento total (pullout failure): Modalidade de falha na qual todo o chumbador escorrega parafora do furo no concreto, sem que haja ruptura do aço e sem que haja falha do concreto em cone a partir da profundidadedo embutimento. O chumbador pode deslocar-se em direção à superfície, resultando ou não em falha do concreto em conecom esforços que apresentam dispersão de resultados.3.1.15 falha por escorregamento parcial (pull-through failure): Modalidade de falha na qual parte do chumbador(parafuso, haste ou prisioneiro) passa através do mecanismo de expansão.

NBR 14918:2002 5

3.1.16 falha por fissuração (splitting failure): Modalidade de falha na qual o concreto sofre uma fissura em um plano quepassa pelo(s) eixo(s) do(s) chumbador(es).

3.1.17 falha do aço (steel failure): Modalidade de falha caracterizada pela ruptura de componentes de aço do chumbadorque transmitem esforço ao concreto.

3.1.18 grupo de chumbadores (anchor group): Quantidade de chumbadores com embutimentos efetivos aproxima-damente iguais e com espaçamento entre chumbadores adjacentes menor do que três vezes o embutimento.

3.1.19 indutor de fissura (crack inducer): Dispositivo que induz uma fissura na posição desejada (ver figura 6).

Figura 6 - Placa de concreto para ensaio contendo indutores de fissura

3.1.20 instalação do chumbador (setting of anchor): Processo de expansão de um chumbador em um furo feitopreviamente por broca, ou pelo próprio chumbador, em um elemento de concreto.

3.1.21 material-base (base material): Nome genérico empregado para representar o substrato, seja um membroestrutural, um bloco ou uma placa de concreto.

3.1.22 membro estrutural (structural member): Bloco ou parte de uma estrutura de concreto.

3.1.23 placa de concreto (test member): Bloco de concreto previamente preparado, com dimensões apropriadas para oensaio, predominando as dimensões de comprimento e de largura sobre a dimensão de espessura.

3.1.24 série de ensaios (test series): Grupo de ensaios realizados nas mesmas condições.

3.1.25 sistema de chumbadores (anchor system): Conjunto de chumbadores similares que variam somente emdiâmetro ou em embutimento (exemplo: linha de produtos de um mesmo tipo e fabricante).

3.1.26 valor característico (characteristic value): Quantil de 5% (valor com 95% de probabilidade de ser excedido , comconfiança de 90%).

3.2 Notações

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes notações:

NBR 14918:20026

Símbolo SignificadoAN Área equivalente à área projetada, em milímetros quadrados (pol² ), da superfície de falha de um chumbador

isolado ou de um grupo de chumbadores, quando a distância a pelo menos uma das bordas da placa deconcreto é inferior a 1,5 hef e a distância entre chumbadores é inferior a 3,0 hef (ver figura 7)

7a 7b 7cAN=( c1+1,5 hef)(2x1,5 hef)

quando c1 < 1,5 hef

AN=( c1+ s1+1,5 hef)(2x1,5 hef)quando c1 < 1,5 hef e s1 < 3 hef

AN=( c1+ s1+ 1,5 hef)( c2+ s2+1,5 hef)quando c1 e c2< 1,5 hef e s1 e s2 < 3 hef

Figura 7 – Área equivalente AN

ANO

Área equivalente à área projetada em milímetros quadrados (pol²), da superfície cônica de falha do concreto,para um chumbador isolado, distante das bordas mais do que 1,5 hef (ver figura 8)

Figura 8 - Área equivalente ANO

A No = 2(1,5 hef) x 2(1,5 hef)

= 3 hef x 3 hef

= 9 hef 2

Ase Área efetiva à tração da seção transversal do chumbador em milímetros quadrados (pol2)ccr Distância crítica à borda - Distância a partir da qual um aumento não produz ganho de resistência do

chumbador. Uma redução até cmin. produz perda de resistência. Este valor é o resultado do ensaio 7 databela 1 e do ensaio 9 da tabela 2 e deve ser informado pelo fabricante, em milímetros (pol)

cmin. Distância mínima à borda, - Distância para a qual não há risco de fissuração no concreto durante a instalaçãodo chumbador. - Distância inferior à cmin não é permitida. Este valor é o resultado do ensaio 8 da tabela 1 edo ensaio 10 da tabela 2 e deve ser informado pelo fabricante, em milímetros (pol)

dmáx Diâmetro, em milímetros (pol), da ponta de metal duro da broca de perfuração, com o diâmetro no máximo dafaixa de tolerância de uma broca nova, representando uma broca sem desgaste

dm Diâmetro, em milímetros (pol), da ponta de metal duro da broca de perfuração, com o diâmetro no mínimo dafaixa de tolerância de uma broca nova, representando uma broca com desgaste moderado

dmin Diâmetro, em milímetros (pol), da ponta de metal duro da broca de perfuração, com o diâmetro inferior aomínimo da faixa de tolerância de uma broca nova, representando uma peça com desgaste significativo

do Diâmetro externo do chumbador, em milímetros (pol)fc,m,i. Resistência à compressão do concreto, preestabelecida, para a qual os resultados da série de ensaios

devem ser ajustados utilizando a equação (4), em megapascals (psi). Ver A.1fc,test,i. Resistência à compressão média do concreto medida em cilindros padrão, para o concreto das placas da

série de ensaios i, em megapascal (psi)fut Resistência à tração especificada para o aço do chumbador, em megapascal (psi)fut,test Média das resistências de tração do aço do chumbador, conforme determinada em ensaio, em megapascals

(psi)fy Tensão mínima de escoamento especificada para o aço do chumbador, em megapascals (psi)Fm,i Média de carga última ajustada, obtida na série de ensaios i, conforme calculado pela equação (4), em

newtons (lbs). Ver A.1Fut Carga última média do chumbador, em newtons (lbs)Fu,test,i Carga última média do chumbador, conforme determinado na série de ensaios i, em newtons (lbs)F5% Carga última característica em série de ensaios, calculada de acordo com A.2, em newtons (lbs)h Espessura da placa de concreto na qual o chumbador é instalado, medida perpendicularmente à superfície

da placa no ponto de instalação do chumbador, em milímetros (pol)

NBR 14918:2002 7

Símbolo Significado

hef Embutimento efetivo, medido da superfície da placa de concreto até o ponto no qual o esforço de tração dochumbador é transferido ao concreto, em milímetros (pol). Ver figura 9

Figura 9 – Embutimento efetivohmin Espessura mínima do componente estrutural, conforme especificado pelo fabricante do chumbador, em

milímetros (pol)k Fator de eficiência , cujo valor depende do tipo de chumbadorK Constante estatística (fator de tolerância unilateral) usada para estabelecer o quantil de 5% com nível de

confiabilidade de 90%, e cujo valor depende da quantidade de ensaios. Ver A.2n Quantidade de chumbadores numa série de ensaios; também, quantidade de chumbadores em um grupoN Carga axial (em geral tração) , em newtons (lbs)Nb Carga última característica do chumbador com modalidade de falha por ruptura do concreto, em newtons

(lbs)Nb,o Carga última característica em ensaios de referência, em newtons (lbs)Nb,r Carga última característica de tração em ensaios de confiabilidade, em newtons (lbs)Neq Carga máxima de tração em ensaio dinâmico igual a 50% da resistência à tração média em concreto

fissurado obtido em ensaios de referência, em newtons (lbs)

NkResistência característica mínima em ensaios de referência em concreto não fissurado para falhas doconcreto, do aço ou de escorregamento, para a resistência do concreto da placa de ensaio, em newtons (lbs)

Np Carga última característica de tração de um chumbador com modalidade de falha por escorregamento, emnewtons (lbs)

Nst Resistência característica à tração do aço de um chumbador, em newtons (lbs)Nu Carga última medida em ensaio de tração, em newtons (lbs)Nw Carga de tração em ensaios onde a fissura tem variação de abertura cíclica, em newtons (lbs) N1 Carga mínima de tração, acima da qual alterações no diagrama carga x deslocamento da carga são

aceitáveis, conforme estabelecido em 6.5.1.1 , em newtons (lbs) N10% 10% da carga última no ensaio de traçãoN30% 30% da carga última no ensaio de traçãoscr Espaçamento a partir do qual um aumento não produz ganho na resistência da ancoragem. Uma redução até

smin produz perda de resistência. Este valor deve ser informado pelo fabricante, em milímetros (pol)smin Espaçamento entre chumbadores para o qual não há risco de fissuração no concreto durante a instalação

dos chumbadores. Distância inferior à smin não é permitida. Este é o resultado do ensaio 8 da tabela 1 eensaio 10 da tabela 2, e deve ser informado pelo fabricante, em milímetros (pol)

T Torque aplicado em um ensaio, em newtons x metros (ft x lbs)Tinst Torque especificado ou máximo para expansão ou pré-tensionamento de um chumbador, em newtons x

metros (ft x lbs)Veq Carga máxima de cisalhamento em ensaios de simulação sísmica, determinada por cálculo ou por ensaio, em

newtons (lbs)Vs Resistência característica ao cisalhamento do aço, em newtons (lbs)w Abertura de fissura, em milímetros (pol)∆w Variação da abertura da fissura, em milímetros (pol)∆10% Deslocamento medido para N10%∆30% Deslocamento medido para N30%β Rigidez axial do chumbador na faixa das cargas de trabalho, em newtons/milímetro (lbs/pol)φIR Fator de redução de capacidade obtido em ensaios de confiabilidade de instalaçãoν Coeficiente de variação da amostra (desvio-padrão dividido pela média), expresso em fração decimal ou em

porcentagem

NBR 14918:20028

4 Requisitos para identificação do chumbador4.1 Determinação das características críticas

O fabricante do chumbador, em conjunto com o órgão independente de avaliação, deve determinar as características queafetam a identificação e o desempenho do chumbador em avaliação. Estas características podem incluir, mas não selimitam a:

- dimensões;

- tipos de materiais;

- acabamentos de superfície;

- tratamentos térmicos;

- revestimentos;

- marcas de identificação dos chumbadores e de seus componentes;

- técnicas de fabricação.

4.2 Especificações das características críticas do chumbador

As características consideradas críticas devem constar em desenhos e especificações do fabricante.

4.3 Verificação da conformidade com desenhos e especificações

4.3.1 Dimensões

As dimensões consideradas críticas devem ser verificadas pelo órgão independente de avaliação, para constatar aconformidade com desenhos e especificações do fabricante.

4.3.2 Materiais

Os materiais considerados críticos devem ser verificados pelo órgão independente de avaliação, para constatar aconformidade com propriedades mecânicas e composições químicas, utilizando-se certificados obtidos dos fornecedoresdo aço e dos outros materiais.

4.3.3 Acabamento de superfície

Os acabamentos de superfície considerados críticos devem ser verificados pelo órgão independente de avaliação, paraconstatar a conformidade com desenhos e especificações do fabricante. Esta verificação deve incluir características taiscomo dureza superficial e rugosidade.

4.3.4 Tratamentos térmicos

Os tratamentos considerados críticos devem ser verificados pelo órgão independente de avaliação, para constatar aconformidade com desenhos e especificações do fabricante. Esta verificação deve incluir características tais comoespessura da camada e dureza.

4.3.5 Revestimentos superficiais

Os revestimentos superficiais considerados críticos devem ser verificados pelo órgão independente de avaliação, paraconstatar a conformidade com desenhos e especificações do fabricante. Esta verificação deve incluir características taiscomo espessura de camada e rugosidade superficial.

4.3.6 Técnicas de fabricação

As técnicas de fabricação consideradas críticas devem ser verificadas pelo órgão independente de avaliação, paraconstatar a conformidade com desenhos e especificações do fabricante. Estas técnicas de fabricação podem incluirtécnicas de processamento, como, por exemplo, laminação a frio ou usinagem, ou tratamento de superfície, como“shot-peening”.

4.3.7 Componentes

A classe de resistência de parafusos, prisioneiros, porcas e arruelas, que fazem parte do chumbador, deve ser compatívelcom sua resistência, conforme NBR 8855, NBR 10065 e NBR 10202.

4.4 Controle de qualidade

Os chumbadores devem ser fabricados sob programa de controle de qualidade certificado tal como NBR ISO/IEC 17025,para garantir desempenho de acordo com os resultados dos ensaios de qualificação. Este programa de controle dequalidade deve ser auditado por órgão de qualidade independente em conformidade com a NBR ISO/IEC 17025, pelomenos semestralmente.

4.5 Marcações

As marcações consideradas críticas devem ser verificadas pelo órgão independente de avaliação, para constatar aconformidade com desenhos e especificações do fabricante.

NBR 14918:2002 9

5 Requisitos gerais

5.1 Seqüência dos ensaios

Executar quatro tipos de ensaios na seguinte seqüência:

a) ensaio de identificação - Ensaio para avaliar a conformidade do chumbador nas suas características críticas,definidas em 4.1;

b) ensaio de referência - Ensaio para estabelecer o desempenho mínimo com o qual os ensaios subseqüentes devemser comparados (ver seção 7);

c) ensaio de confiabilidade - Ensaio para verificar a confiabilidade do chumbador com utilização de procedimentosinadequados de instalação e em condições adversas de serviço, inclusive a longo prazo (ver seção 8);

d) ensaio em condições de serviço - Ensaio para avaliar o desempenho do chumbador em condições previstas deserviço (ver seção 9).

Os requisitos dos ensaios estão resumidos nas tabelas 1 e 2 .

Determinar se o chumbador pode ser qualificado ou não, utilizando os critérios estabelecidos nas seções 4, 6, 7, 8 e 9.

Determinar a categoria do chumbador (índice da sensibilidade do chumbador às condições de instalação e de serviço),utilizando os critérios estabelecidos na seção 10.

Informar a categoria mais baixa, para cada diâmetro de chumbador, conforme seção 11.

Para chumbadores com vários embutimentos, ver tabela 8.

NBR 14918:200210

Tabela 1 - Programa de ensaios, para avaliação de sistemas de chumbadores, para utilização em concreto nãosujeito à fissuração

Númerodo ensaio Seção Objetivo Descrição Resistência do

concreto

Espessurada placa de

concreto

Diâmetro dabroca

N1)

Ensaios de referência

1 7.2 Concreto de baixaresistência

Tração – Chumbador isolado,distante das bordas

Baixa ≥ hmin dm 5

27.2

Concreto de altaresistência

Tração – Chumbador isolado,distante das bordas

Alta ≥ hmin dm 5

Ensaios de confiabilidade

3 8.2Sensibilidade à redução

do esforço deinstalação

Tração –Chumbador isolado,distante das bordas

Varia com otipo de

chumbador≥ hmin dm

2)5

4 8.3Sensibilidade ao

aumento no diâmetro dofuro


Baixa ≥ hmin dmáx. 5

5 8.4Sensibilidade à

diminuição no diâmetrodo furo


Alta ≥ hmin dmin. 5

6 8.5 Confiabilidade sob cargarepetitiva

Tração repetitiva –Chumbador isolado,distante das bordas.Capacidade residual

Baixa ≥ hmin dm 53)

Ensaios em condições de serviço

7 9.3

Verificação daresistência total do

chumbador instalado nocanto com bordas a 1,5

hef

Tração –Chumbador isolado no

canto, com bordas a 1,5hef

Baixa hmin dm 4

8 9.4Espaçamento e

distância à bordamínimos, para evitar

fissuração na instalação

Alto esforço de instalação(torque ou direto) – Doischumbadores próximos à

bordaBaixa hmin dm 5

9 9.5Resistência dochumbador ao

cisalhamento no aço4)

cisalhamento –Chumbador isolado,distante das bordas

Baixa ≥ hmin dm 5

1) Tamanho mínimo da amostra para todos os diâmetros, exceto indicação em contrário.2) Diâmetros das brocas para chumbadores de segurança são diferentes e estão na tabela 7.3) Ensaiar diâmetros menor, médio e maior4) Exigido apenas para chumbador que tenha redução de área, no seu trecho solicitado, sendo que essa seção de área reduzida seencontra à distância menor que 5 diâmetros da seção de cisalhamento. Também para chumbador de jaqueta quando a resistência decisalhamento da jaqueta é considerada.

NBR 14918:2002 11

Tabela 2 - Programa de ensaios, para avaliação de sistemas de chumbadores, para utilização tanto em concreto fissurado como em concreto não sujeito à fissuração

Número doensaio Seção Objetivo do ensaio Descrição

Aberturada fissura

w mm (pol)

Resistênciado

concreto

Espessurada placa de

concretoDiâmetroda broca n1)

Ensaios de referência

1 7.2Ensaio de referência

em concreto nãofissurado de baixa

resistência

Tração –Chumbador

isolado, distantedas bordas

-- Baixa ≥ hmin dm 5

2 7.2

Ensaio de referênciaem concreto nãofissurado de alta

resistência



-- Alta ≥ hmin dm 5

3 7.2Ensaio de referência em

concreto fissurado debaixa resistência



0,30(0.012)

Baixa ≥ hmin dm 5

4 7.2Ensaio de referência em

concreto fissurado dealta resistência



0,30(0,012)

Alta ≥ hmin dm 5

Ensaios de confiabilidade

5 8.2 Sensibilidade ao esforçoreduzido de instalação



0,30(0,012)

Varia com otipo de

chumbador≥ hmin dm

2) 5

6 8.3

Sensibilidade àabertura da fissura e

aumento do diâmetro dofuro



0,50(0,020)

Baixa ≥ hmin dmax 5

7 8.4Sensibilidade à aberturada fissura e aumento do

diâmetro do furo



0,50(0,020)

Alta ≥ hmin dmin. 5

8 8.6Ensaio em fissuras com

variação cíclica deabertura

Tração constante-Chumbador

isolado, distantedas bordas.Capacidade

residual

0,10 a 0,30(0,004 a0,012)

Baixa ≥ hmin dmax3) 5

Ensaios em condições de serviço

9 9.3

Verificação daresistência total do

chumbador Chumbadorno canto com bordas a

1,5 hef

Tração –Chumbador isolado

no canto, combordas a 1,5 hef

-- Baixa hmin dm 4

10 9.4

Espaçamento edistância à borda

mínimos, para evitarfissuração na

instalação. Em concretonão fissurado

Alto esforço deinstalação (torqueou direto) – Dois

chumbadorespróximos à borda

-- Baixa hmin dm 5

11 9.5

Resistência aocisalhamento no aço.

Em concreto nãofissurado4)

CisalhamentoChumbador


-- Baixa ≥ hmin dm 5

12 9.6 Tração sísmica

Tração pulsante -Chumbador

isolado, distante daborda livre

0,50(0,020)

Baixa ≥ hmin dm 5

13 9.7 Cisalhamento sísmico

cisalhamentoalternado -Chumbador

isolado, distante daborda livre

0,50(0,020)

Baixa ≥ hmin dm 5

1) Tamanho mínimo da amostra para todos os diâmetros, exceto indicação em contrário.2) Diâmetros das brocas para chumbadores de segurança são diferentes e estão na tabela 7.3) Para chumbadores de segurança, usar dm.

4) Exigido apenas para chumbador que tenha redução de área, no seu trecho solicitado, sendo que essa seção de área reduzida seencontra à distância menor que 5 diâmetros da seção de cisalhamento. Também para chumbador de jaqueta quando a resistência decisalhamento da jaqueta é considerada.

NBR 14918:200212

5.2 Amostras para ensaiosOs exemplares de uma amostra para ensaio devem ser selecionados ao acaso e devem ser exemplares representativosda produção que o fabricante fornece ao mercado. Para ensaiar chumbadores recentemente desenvolvidos, ouchumbadores novos que ainda não estão no mercado, as amostras devem ser produzidas com os mesmos sistemas,processos e materiais que serão utilizados em produção normal. Após o início da produção comercial, devem serrealizados ensaios de identificação e referência, a fim de verificar que não houve alteração dos materiais empregados nafabricação e também que o desempenho dos chumbadores que são comercializados é estatisticamente equivalenteàqueles avaliados inicialmente.

5.2.1 Quando a amostra de chumbadores é fornecida sem acessórios, tais como prisioneiros, parafusos, porcas earruelas, o fabricante deve especificar a classe de resistência de tais itens.

Para alcançar falha por ruptura do concreto para aplicação da equação 2, deve-se permitir o uso de parafusos,prisioneiros, arruelas e porcas de classe superior, desde que tais substituições não afetem o funcionamento, a montagemou a possibilidade de expansão do chumbador.

5.2.2 Os ensaios de referência e confiabilidade devem ser conduzidos separadamente, de acordo com as tabelas 1 e 2para cada material e para cada sistema de produção do chumbador. Caso os resultados dos ensaios de referência econfiabilidade para os chumbadores de cada material e sistema de produção sejam estatisticamente equivalentes(ver 3.1.11), deve-se permitir que os ensaios em condições de serviço da tabelas 1 (ensaios 7, 8 e 9) e da tabela 2(ensaios 9, 10 e 11) sejam realizados para somente um único material e sistema de produção.

Caso contrário, o programa de ensaios deve ser aplicado para cada material e sistema de produção.

5.2.3 O tamanho da amostra indicado nas tabelas 1 e 2 é valor mínimo. A critério do órgão independente de avaliação oudo fabricante, este valor pode ser aumentado.

5.3 Ensaios realizados pelo fabricante

No máximo 50% dos ensaios em condições de serviço exigidos por esta Norma podem ser realizados pelo fabricante.Mesmo assim estes ensaios devem ser supervisionados pelo órgão independente ou por um engenheiro habilitado e deacordo com as especificações da seção 12. Estes ensaios realizados pelo fabricante são válidos somente se os resultadosforem estatisticamente equivalentes aos resultados dos mesmos ensaios feitos pelo órgão independente.

5.3.1 Todos os ensaios de referência e confiabilidade devem ser realizados por um órgão independente de avaliação.

5.4 Modificações no produto

Novos ensaios de referência e confiabilidade devem ser feitos para todas as modificações que possam afetar odesempenho do chumbador. Quando os resultados destes novos ensaios forem estatisticamente equivalentes aosresultados dos produtos originalmente ensaiados, não há necessidade de nenhum ensaio adicional. Caso contrário, todosos ensaios das tabelas 1 e 2 devem ser feitos nos produtos modificados.

6 Requisitos para as placas de concreto, instalação dos chumbadores e condução dos ensaios

6.1 Concreto

Quando o concreto a ser utilizado é diferente do recomendado por esta Norma (por exemplo, concreto de mais alta oumais baixa resistência, concreto com reforço de fibras, etc.), todos os ensaios devem ser feitos com o mesmo tipo deconcreto.

6.1.1 Agregados

Para concreto de densidade normal, os agregados devem estar em conformidade com a NBR 7211 e o tamanho máximodo agregado deve ser 25 mm (1 pol). Para concreto leve, os agregados devem estar em conformidade com a NBR 8953.

6.1.2 Cimento

Utilizar cimento de acordo com a NBR 5732, a não ser que especificado de outra forma pelo fabricante, quando entãodeve ser reportado.

6.1.3 Resistência do concreto

Os chumbadores para ensaio são instalados em placas de concreto com duas classes de resistência:

- concreto de baixa resistência: classes C15 a C25, com 15 MPa ≤ fck ≤ 25 MPa (2 175 psi ≤ fck ≤ 3 625 psi);

- concreto de alta resistência: classes C45 a C55, com 45 MPa ≤ fck ≤ 55 MPa (6 525 psi ≤ fck ≤ 7 975 psi).

O concreto deve atender aos requisitos da NBR 12655.

6.1.4 Placas de concreto para ensaios

As placas para ensaios devem estar de acordo com os requisitos de A.3.

NBR 14918:2002 13

6.2 Instalação do chumbador

6.2.1 Requisitos gerais

6.2.1.1 A instalação do chumbador deve estar de acordo com as instruções do fabricante, desde que não contrarie osrequisitos desta Norma. Caso haja alguma discrepância, tais desvios devem ser registrados.

6.2.1.2 A instalação do chumbador deve ser feita em placas de concreto, com a superfície acabada através de uso dedesempenadeira de aço, ou escolhendo a face lisa pelo contato com as formas.

6.2.1.3 Os componentes que influenciam o desempenho do chumbador devem ser os originais. Prisioneiros, parafusos,porcas e arruelas, quando não fornecidos juntamente com o chumbador, devem ser especificados pelo fabricante e taisespecificações devem ser incluídas no relatório de avaliação.

6.2.2 Requisitos para as brocas de perfuração

Os requisitos para as brocas de perfuração constam na tabela 3. Os furos para os chumbadores devem ser perpen-diculares à superfície da placa de concreto, com tolerância de 6°. Os furos devem ser feitos com brocas com ponta demetal duro e as furadeiras de impacto devem atender às especificações da ISO 5468, com exceção de furos feitos peloschumbadores autoperfurantes e do estabelecido em 6.2.2.3 e 6.2.2.5.

6.2.2.1 O diâmetro de corte das brocas de perfuração deve estar de acordo com o especificado na tabela 3 e deve serverificado a cada 10 operações para assegurar a conformidade.

6.2.2.2 Quando realizar ensaios com diâmetro de broca igual a dmáx, utilizar brocas especiais (escolhidas ou de fabricaçãoespecial). Admite-se a utilização de brocas maiores desgastadas até o diâmetro requerido.

6.2.2.3 Brocas com dmin. correspondem a brocas com muito uso, cujos diâmetros são inferiores aos diâmetros mínimos depeças novas, conforme ISO 5468.

6.2.2.4 Para todos os ensaios em condições de serviço (tabelas 1 e 2), utilizar brocas de diâmetro dm.

6.2.2.5 Para as brocas não incluídas nas faixas de tolerância dos diâmetros dados na tabela 3 e para brocas não cobertaspela ISO 5468, devem ser desenvolvidas as faixas de tolerância de acordo com o critério de dmáx , dm e dmín , utilizado natabela 3.

NBR 14918:200214

Tabela 3 - Diâmetros para brocas, com ponta de metal duro, para furadeira de impacto

Diâmetro nominal Faixas de tolerância

Mm pol dmin. dm dmáx.3/16 *) 4,83 – 4,93 5,03 – 5,10 5,18 – 5,23

5 *) 5,05 – 5,15 5,20 – 5,30 5,35 – 5,406 *) 6,05 – 6,16 6,20 – 6,30 6,35 – 6,40

1 / 4 *) 6,40 – 6,50 6,60 – 6,68 6,76 – 6,817 7,05 – 7,20 7,25 – 7,35 7,40 – 7,45

8 *) 8,05 – 8,20 8,25 – 8,35 8,40 – 8,455/16 *) 8,10 – 8,20 8,30 – 8,41 8,46 – 8,513 / 8 *) 9,68 – 9,78 9,91 – 9,98 10,06 – 10,11

10 *) 10,10 – 10,20 10,25 – 10,35 10,40 – 10,4511 11,10 – 11,20 11,25 – 11,35 11,45 – 11,50

7/16 *) 11,38 –11,48 11,63 – 11,73 11,81 – 11,8912 *) 12,10 – 12,20 12,25 – 12,35 12,45 – 12,50

1 / 2 *) 12,95 – 13,05 13,21 – 13,31 13,38 – 13,4613 13,10 – 13,20 13,25 – 13,35 13,45 – 13,50

14 *) 14,10 – 14,20 14,25 – 14,35 14,45 – 14,509 /16 *) 14,55 – 14,65 14,78 – 14,88 14,96 – 15,04

15 15,10 – 15,20 15,25 – 15,35 15,45 – 15,5016 *) 16,10 – 16,20 16,25 – 16,35 16,45 – 16,50

5 / 8 *) 16,23 – 16,33 16,51 – 16,61 16,69 – 16,7611/16 17,83 – 17,93 18,11 – 18,21 18,29 – 18,36

18 18,10 – 18,20 18,25 – 18,35 18,45 – 18,5019 19,10 – 19,20 19,30 – 19,40 19,50 – 19,55

3 / 4 *) 19,40 – 19,51 19,68 – 19,79 19,91 – 19,9920 *) 20,10 – 20,20 20,30 – 20,40 20,50 – 20,55

13/16 21,00 – 21,11 21,26 – 21,36 21,49 – 21,5627/32 21,79 – 21,89 22,07 – 22,17 22,30 – 22,38

22 22,10 – 22,20 22,30 – 22,40 22,50 – 22,557 / 8 22,66 – 22,76 22,99 – 23,09 23,21 – 23,29

24 *) 24,10 – 24,20 24,30 – 24,40 24,50 – 24,5515/16 24,25 – 24,35 24,59 – 24,69 24,81 – 24,89

25 *) 25,10 – 25,20 25,30 – 25,40 25,50 – 25,551 *) 25,83 – 25,93 26,16 – 26,26 26,39 – 26,47

28 28,10 – 28,20 28,30 – 28,40 28,50 – 28,551 1 / 8 29,08 – 29,18 29,46 – 29,56 29,77 – 29,84

30 30,10 – 30,20 30,30 – 30,40 30,50 – 30,551 3 /16 *) 30,68 – 30,78 31,06 – 31,16 31,37 – 31,44

32 *) 32,15 – 32,25 32,35 – 32, 50 32,60 – 32,701 1 / 4 *) 32,26 – 32,36 32,64 – 32,74 32,94 – 33,021 5 / 16 33,86 – 33,96 34,34 – 34,44 34,64 – 34,72

34 34,15 – 34,25 34,35 – 34,50 34,60 – 34,7035 *) 35,15 – 35,25 35,35 – 35,50 35,60 – 35,70

1 3 / 8 *) 35,43 – 35,53 35,81 – 35,91 36,12 – 36,1937,03 – 37,13 37,39 – 37,49 37,69 – 37,77

37 1 7 /16 37,15 – 37,25 37,35 – 37,50 37,60 – 37,701 1 / 2 38,61 – 38,71 38,99 – 39,09 39,29 – 39,371 9 / 16 39,88 – 39,98 40,33 – 40,44 40,77 – 40,84

40 *) 40,15 – 40,25 40,40 – 40,60 40,70 – 40,801 5 / 8 *) 41,58 – 41,68 42,04 – 42,14 42,49 – 42,54

44 44,15 – 44,25 44,40 – 44,60 44,70 – 44,801 3 / 4 44,55 – 44,65 45,01 – 45,11 45,44 – 45,52

48 *) 48,15 – 48,25 48,40 – 48,60 48,70 – 48,802 *) 50,55 – 50,65 51,00 – 51,10 51,43 – 51,51

52 52,15 – 52,25 52,40 – 52,60 52,80 – 52,95*) Diâmetros comerciais.

NBR 14918:2002 15

6.2.3 Requisitos gerais de instalação

6.2.3.1 Chumbadores em geral

Para qualquer tipo de chumbador, quando a aplicação de torque for requerida pelo fabricante, esta aplicação deve ser feitaconforme 6.2.3.2, 6.2.3.2.1 e 6.2.3.2.2, exceto quanto ao estabelecido em 8.2. Caso o fabricante nada especifique, ochumbador deve ser apertado manualmente (sem utilizar ferramenta) antes do ensaio.

6.2.3.2 Chumbadores de expansão por torque

Os chumbadores de expansão por torque devem ser instalados de acordo com a tabela 4 e com os requisitos gerais deinstalação.

6.2.3.2.1 Aplicar torque Tinst. conforme especificado, utilizando torquímetro calibrado com erro máximo de 5%. Aguardarpelo menos 10 min, em seguida afrouxar totalmente o chumbador e então aplicar torque de 0,5 Tinst.

6.2.3.2.2 Para ensaios realizados com aplicação de torque de instalação parcial (ensaio 3 da tabela 1 e ensaio 5 databela 2), aplicar somente 0,5 Tinst.. Esse valor de torque não deve ser reduzido.

6.2.3.2.3 Para ensaios sísmicos (ensaios 12 e 13 da tabela 2), aplicar Tinst., aguardar 10 min, afrouxar e então aplicar0,5Tinst. antes de provocar o alargamento da fissura.

Tabela 4 - Nível de torque necessário para chumbadores de expansão por torque

Tabela 1, Ensaio Tabela 2, Ensaio Torque necessário

3 5 Parcial

1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 e 13 Pleno1)

1) Inicialmente, conforme instruções do fabricante; depois, reduzir para 50% (ver 6.2.3.2.1).

6.2.3.3 Instalação de chumbadores de expansão por percussão

Instalar os chumbadores de expansão por percussão com o grau de expansão estabelecido na tabela 6. Os graus deexpansão especificados são obtidos utilizando-se sistema de aplicação próprio e com base na quantidade de quedas dopeso conforme tabela 6 para expansão parcial e de referência. Ver na figura 10 a disposição necessária para a instalação,para ensaios aplicando expansão parcial ou de referência.

Figura 10 - Sistema de aplicação para ensaios de percussão

NBR 14918:200216

Tabela 5 - Grau de expansão requerido para chumbadores de expansão por percussão

Tabela 1, Ensaio Tabela 2, Ensaio Grau de expansão

3 5 Parcial

4, 5 e 6 6, 7 e 8 Referência

1, 2, 7, 8 e 9 1, 2, 3, 4, 9, 10, 11, 12 e 13 Pleno1)

1) De acordo com as instruções de instalação do fabricante.

6.2.3.3.1 Expansão parcialInstalar no mínimo cinco chumbadores, utilizando o sistema de aplicação da figura 10, adotando o peso e a quantidade dequedas da tabela 6 para expansão parcial. Medir a profundidade desde o topo da jaqueta até o cone (ver figura 1-a) emcada um dos chumbadores. Calcular a média e encurtar a ferramenta de aplicação fornecida ou especificada pelofabricante para obter esta profundidade na instalação. Instalar os chumbadores a serem ensaiados utilizando estaferramenta encurtada para obter expansão parcial. Para os tipos de chumbadores das figuras 1-b) e 1-c), utilizar o mesmocritério, medindo e aplicando deslocamento reduzido da jaqueta.

6.2.3.3.2 Expansão de referência

Ajustar a ferramenta de aplicação fornecida ou especificada pelo fabricante para obter a expansão de referência, utilizandoo mesmo método de 6.2.3.3.1, adotando o peso e a quantidade de quedas da tabela 6 para expansão de referência.

Tabela 6 - Parâmetros para estabelecimento da expansão parcial e de referência de chumbadores deexpansão por percussão

Diâmetro dochumbador

Massa Altura da queda

mm (pol) kg (lbs) mm (pol)

Quantidade de quedaspara avaliação deexpansão parcial

Quantidade de quedas paraavaliação de expansão de

referência

6 (1/4) 4,5 (10) 450 (18) 2 3

8 (5/16) 4,5 (10) 450 (18) 3 5

10 (3/8) 4,5 (10) 450 (18) 4 6

12 (1/2) 4,5 (10) 450 (18) 5 7

16 (5/8) 15 (33) 600 (24) 3 4

20 (3/4) 15 (33) 600 (24) 4 5

6.2.3.4 Instalação de chumbadores de segurança

Instalar os chumbadores de segurança conforme estabelecido na tabela 7. Nos ensaios (ensaio 3 da tabela 1 e ensaio 5da tabela 2), os chumbadores de segurança devem ser instalados usando uma combinação de parâmetros que minimize ainterferência entre chumbador e concreto, reduzindo a capacidade. A tabela 7 fornece estas combinações para vários tiposde chumbadores de segurança. Nos outros ensaios, de acordo com as tabelas 1 e 2, fazer um furo cilíndrico com a brocade diâmetro indicado nas mesmas tabelas e realizar o alargamento do fundo do furo seguindo as instruções do fabricante.

NBR 14918:2002 17

Tabela 7 - Requisitos para instalação de chumbadores de segurança

Controle da expansão por meio de

Deslocamento

Carga da jaqueta parabaixo

da haste cônicapara cima

Torque

Figura (tipo) 11 (1) 12 (2) 13 (3) 14 e 14a (5) 15 (6)

Alargamento do fundo dofuro

Antes da instalação Auto-alargado durantea instalação

Comprimento da jaqueta - No mínimo da tolerância - -

Profundidade do furocilíndrico

- No máximo da tolerância - -

-

Faceamento da jaqueta com asuperfície do concreto -

Condições de instalação

Ou

Carga a ser aplicada nainstalação

75% da cargaespecificada -

50% do torqueespecificado

Faceamento da jaquetacom a superfície do

concreto

ou

50% do torqueespecificado

Diâmetro da broca para aperfuração cilíndrica Máximo

Diâmetro da ferramentade alargamento do furo

Mínimo da especificação -

Comprimento daferramenta de

alargamento do furoNo máximo da tolerância

-

NOTA - Este chumbador é instalado por tracionamento da sua haste, causando a expansão da extremidade da jaqueta na partepreviamente alargada, pouco acima do fundo do furo.

Figura 11 - Tipo 1 - Chumbador de segurança controlado pela carga

NBR 14918:200218

NOTA - Este chumbador é instalado pelo impacto na jaqueta que desliza e se expande sobre um cone apoiado no fundo do furo,ocupando a parte previamente alargada.

Figura 12 - Tipo 2 - Chumbador de segurança controlado por deslocamento

NOTA - A instalação se verifica pelo tracionamento da haste do cone para cima, expandindo a parte inferior da jaqueta que se aloja dentrodo espaço previamente alargado.

Figura 13 - Tipo 3 - Chumbador de segurança controlado por deslocamento

a) b)

NOTA - A instalação se verifica ao aplicar-se o torque que força a entrada do cone na jaqueta, seja pela sua extremidade inferior,conforme figura 14-a) ou pela sua extremidade superior conforme figura 14-b).

Figura 14 - Tipo 5 - Chumbadores de segurança controlados por torque

NBR 14918:2002 19

NOTA - O alargamento do furo e a instalação ocorrem simultaneamente, pela rotação da jaqueta, em cuja extremidade inferior existeminsertos de metal duro que, a medida que cortam o concreto, alargam o furo e, avançando sobre o cone, causam a expansão da jaqueta.

Figura 15 - Tipo 6 - Chumbador de segurança controlado por torque

6.3 Metodologia de ensaios

Os ensaios dos chumbadores devem ser feitos conforme NBR 14827 e atender às seções 7, 8 e 9.

6.4 Ensaios em concreto fissurado

6.4.1 Realizar os ensaios em placas de concreto executadas de acordo com os requisitos de A.3. Usar a abertura dafissura, w, conforme especificado para cada ensaio. Instalar o chumbador de acordo com 6.2, de modo que o eixo dochumbador fique aproximadamente no plano da fissura. Instalar os instrumentos para medir a abertura da fissura e alargara fissura até a abertura especificada, com o chumbador ainda descarregado. Medir a abertura da fissura utilizando doisrelógios comparadores ou transdutores eletrônicos, um de cada lado do chumbador, com orientação perpendicular àfissura.

6.4.2 Aplicar ao chumbador a seqüência de cargas especificada, monitorando a largura da fissura na superfície. Ver A.3.

6.4.3 Registrar continuamente, durante o ensaio, a carga e o deslocamento do chumbador e também a largura da fissura(caso se aplique).

6.5 Requisitos gerais para o comportamento do chumbador

6.5.1 Comportamento carga x deslocamento

6.5.1.1 O comportamento carga x deslocamento de chumbadores isolados submetidos à tração deve ser previsível, isto é,não é aceitável o deslizamento do chumbador sem controle. A figura 16 fornece exemplos de curvas, carga xdeslocamento aceitáveis e inaceitáveis, para os tipos de chumbador analisados por esta Norma. Um patamar comdeslizamento superior a 5% do deslocamento em carga máxima, ou uma queda temporária de carga, não são aceitáveisem níveis de carga abaixo de N1 .

Sendo N1:

O menor valor entre 0,8 Nu e Ase,fy, para ensaios em concreto não fissurado, ou

O menor valor entre 0,7 Nu e Ase,fy, para ensaios em concreto fissurado.

NBR 14918:200220

Figura 16 - Curvas carga x deslocamento

6.5.1.2 Se, dentro de uma série de ensaios, no máximo um ensaio exibir curva de carga x deslocamento em desacordocom 6.5.1.1, o chumbador pode ainda ser considerado aceitável, desde que as seguintes condições sejam atendidas:

a) não houver queda de carga abaixo de N1 ; e

b) o desvio for justificado como não característico do comportamento do chumbador e for devido, por exemplo, à falhano equipamento do ensaio ou na placa de concreto. Tais defeitos devem ser descritos detalhadamente no relatório deavaliação e os resultados de dez ensaios adicionais de tração devem exibir curvas que atendam aos requisitos de6.5.1.1.

6.5.2 Comportamento carga x deslocamento para cargas de serviço

Para cada série de ensaios (combinação de diâmetro do chumbador e embutimento), informar o valor de β (rigidez axial dochumbador) e seu coeficiente de variação, ν, na faixa de cargas de serviço, usando a equação (1) e utilizando o formatosugerido da tabela 13.

)()NN(

%%

%%

1030

1030

∆−∆−

=β (1)

Onde:

N30% e N10% são as cargas respectivamente a 30% e a 10% da carga última Nu medida no ensaio de tração;

∆30% e ∆10% são os respectivos deslocamentos.

6.5.3 Modalidades de falha

As modalidades de falha para cargas de tração são: falha do concreto em cone, falha do aço, falha por escorregamento doconjunto ou de parte, fissuração da placa de concreto e ruptura da face lateral da placa de concreto. As modalidades defalha por cisalhamento são: ruptura do aço precedida de esmagamento do concreto e ruptura do concreto próximo daborda. As figuras 17 e 18 exemplificam estas modalidades de falha. Informar a modalidade de falha para cada série deensaios e a resistência (valores k para concreto, fu,test para falha de aço, e Np para falhas de escorregamento doconjunto ou de parte). Onde houver diferentes modalidades de falha dentro de uma única série de ensaios, informar asvárias modalidades de falha observadas, com suas respectivas resistências características.

NBR 14918:2002 21

Figura 17 - Modalidade de falha para chumbadores sob carga de tração

Figura 18 - Modalidades de falha para chumbadores sob carga de cisalhamento

6.5.3.1 Caso a única modalidade seja falha do aço, informar fu,test e informar o menor valor de k aceitável para concreto,segundo 7.3.1. Desejando obter um valor mais alto para o k para a falha de concreto, é permitido usar embutimento menorque o especificado ou parafuso de aço de maior resistência, desde que o funcionamento do chumbador não seja afetado.

6.5.3.2 Caso haja mais de um embutimento especificado para o mesmo diâmetro do chumbador, conduzir os ensaios deacordo com a tabela 8. Informar as respectivas modalidades de falha e o menor valor de k para falha de concreto, fu,testpara falha de aço e Np para falhas de escorregamento total ou parcial, para cada diâmetro. Ocorrendo diferentesmodalidades de falha para um mesmo diâmetro com diferentes embutimentos, as diferentes modalidades e respectivasresistências devem ser informadas.

NBR 14918:200222

Tabela 8 - Programa de ensaios de referência para chumbadores com embutimentos múltiplos

Números de identificação dos ensaios

Embutimento ⇒ Todos Raso Profundo

Concreto não fissuradoTabela 1

1 e 2 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 3, 4, 5, 6, e 7

Concreto fissurado Tabela2

1, 2, 3 e 4 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 e 13 5, 6, 7, 8, 9, 12 e 13

Para os chumbadores com embutimento superior ao embutimento raso, os seguintes ensaios são dispensados:

a) em concreto não fissurado - tabela 1: ensaios 8 e 9;

b) em concreto fissuradotabela 2: ensaios 10 e 11.

6.5.3.3 Para falhas de escorregamento total ou parcial, calcular Np (quantil de 5%) baseado no tamanho da amostra einformar k como o valor mínimo da tabela 9.

Tabela 9 - Valores máximos e mínimos de eficiência do fator k

Valor de k mínimo aceitável Valor de k máximo a relatar

Sistema de unidades Sistemainternacional

(Sistema inglês) Sistemainternacional

(Sistema inglês)

Ensaios em concreto fissurado 7 (17) 9 (21)

Ensaios em concreto não fissurado 10 (24) 13 (30)

7 Ensaios de referência

7.1 Objetivo

Conduzir os ensaios de referência para obter valores básicos para os ensaios de confiabilidade e em condições de serviço.Os requisitos para os ensaios de referência são apresentados a seguir.

7.2 Ensaios de tração de referência, para chumbadores isolados, sem influência de espaçamento entrechumbadores e distância à borda

Ver ensaios 1 e 2 da tabela 1 e ensaios 1, 2, 3 e 4 da tabela 2.

7.2.1 Requisitos para ensaios de referência

Conduzir os ensaios de tração de acordo com NBR 14827 em chumbadores ancorados em concretos de baixa e altaresistência. O coeficiente de variação, ν, da carga última de tração em qualquer série de ensaios não deve exceder 15%.Caso o coeficiente de variação com a quantidade de exemplares original não atenda este requisito, esta quantidade podeser aumentada. Se o requisito não for atendido, o chumbador deve ser considerado não qualificado.

7.3 Cálculos necessários utilizando os resultados dos ensaios de referência

7.3.1 Para falha do concreto

Calcular o k a partir dos resultados dos ensaios, usando a equação (2) e considerando na avaliação de Nb as condiçõesde ensaio e a quantidade de exemplares da amostra.

itestcef

b

fhNk

,,5,1=

(2)

Caso o valor de k calculado não atenda ao mínimo aceitável da tabela 9, determinar a resistência característica à traçãode acordo com 7.3.3. Os valores de k informados na tabela 13 não devem exceder os valores máximos de k fornecidospela tabela 9.

NBR 14918:2002 23

7.3.2 Para falha do aço em ensaio de tração em concreto fissurado ou não fissuradoQuando a falha ocorrer no aço, com embutimento e resistência do aço informados na tabela 13, o valor de k a serinformado na referida tabela é o valor mínimo aceitável estabelecido na tabela 9. Desejando obter um valor mais alto parao k, é permitido usar, no mesmo tipo de chumbador, embutimento menor ou parafuso de aço de maior resistência, ou aindaambas as opções, para que a falha ocorra no concreto e k possa ser determinado pela equação (2).7.3.3 Para falha de escorregamento em ensaio de tração em concreto fissurado ou não fissurado

Quando a falha ocorrer por escorregamento total ou parcial do chumbador, calcular a resistência característica à tração,Np, utilizando os dados de ensaio em conformidade com o procedimento de A.2. Informar o valor de Np natabela 13.

8 Ensaios de confiabilidade

8.1 Objetivo

O propósito dos ensaios de confiabilidade é verificar se o chumbador é capaz de ter um comportamento seguro e efetivoem condições normais e adversas, tanto durante a instalação quanto em condições de serviço. Os requisitos para osensaios de confiabilidade são dados a seguir.

8.2 Ensaios de confiabilidade aplicando esforço de instalação reduzido

Ver ensaio 3 da tabela 1 e ensaio 5 da tabela 2.

8.2.1 Objetivo

Estes ensaios são realizados com carga de tração, para determinar a sensibilidade do chumbador a condições adversasde instalação.

8.2.2 Condições gerais dos ensaios

Em concreto fissurado, não havendo recomendação diferente, usar uma abertura de fissura de 0,3 mm (0,012 pol).

8.2.2 1 Chumbador de expansão por torque

Realizar os ensaios em chumbadores ancorados em concreto de alta resistência, utilizando um torque de instalaçãoreduzido, igual a 0,5 Tinst . O diâmetro da broca usada para o furo deve ser dm. Ver na figura 4 alguns dos tipos dechumbadores de expansão por torque.

8.2.2.2 Chumbadores de expansão por percussão

Realizar os ensaios em chumbadores ancorados em concreto de baixa resistência, usando broca de diâmetro dm. Ver nafigura 1 alguns tipos de chumbadores de expansão por percussão. Os requisitos para expansão parcial da jaqueta estãonas tabelas 5 e 6.

8.2.2.3 Chumbadores de segurança

Para chumbadores de segurança controlados por torque ou por carga (tipos 1, 5 e 6), realizar os ensaios de tração emconcreto de baixa resistência e também em concreto de alta resistência. Para os chumbadores de segurança controladospor deslocamento (tipos 2 e 3), realizar os ensaios de tração somente em concreto de baixa resistência. Ver figuras 11 a15. Os requisitos de instalação estão na tabela 7.

8.2.3 Requisitos

O coeficiente de variação, ν, da carga última de tração, em qualquer série de ensaios não deve exceder 20%. Caso ocoeficiente de variação ultrapasse os 20%, o tamanho da amostra pode ser aumentado, na tentativa de reduzi-lo. Nãosendo atingido este requisito, o chumbador deve ser considerado não qualificado.

8.3 Ensaios de confiabilidade em concreto de baixa resistência, usando broca de diâmetro máximo


8.3.1 Objetivo

Estes ensaios de confiabilidade são realizados para avaliar a sensibilidade do chumbador a concreto de baixa resistência efuro mais largo, em concreto fissurado ou não fissurado.

8.3.2 Condições gerais de ensaio

Realizar os ensaios com carga de tração em concreto de baixa resistência para todos os tipos de chumbadores. Utilizarbrocas de diâmetro dmáx. Para ensaios em concreto fissurado, usar abertura de fissura de 0,5 mm (0,020 pol).

8.3.3 Requisitos

O coeficiente de variação, ν, da carga última de tração, em qualquer série de ensaios não deve exceder 20%. Caso ocoeficiente de variação ultrapasse 20%, o tamanho da amostra pode ser aumentado, na tentativa de reduzi-lo. Não sendoatingido este requisito, o chumbador deve ser considerado não qualificado.

NBR 14918:200224

8.4 Confiabilidade em concreto de alta resistência com broca estreita


8.4.1 Objetivo

Estes ensaios de confiabilidade são realizados em concreto fissurado e não fissurado para avaliar a sensibilidade dochumbador a concreto de alta resistência e furos com diâmetro reduzido.


Realizar os ensaios com carga de tração em concreto de alta resistência para todos os tipos de chumbadores. Utilizarbrocas de diâmetro dmín . Para ensaios em concreto fissurado, usar abertura de fissura de 0,5 mm (0,020 pol).

8.4.3 Requisitos

O coeficiente de variação, ν, da carga última de tração, em qualquer série de ensaios não deve exceder 20%. Caso ocoeficiente de variação ultrapasse 20%, o tamanho da amostra pode ser aumentado, na tentativa de reduzi-lo. Não sendoatingido este requisito, o chumbador deve ser considerado não qualificado.

8.5 Confiabilidade sob carga repetitiva

Ver ensaio 6 da tabela 1.

8.5.1 Propósito

Estes ensaios de confiabilidade são realizados para avaliar o desempenho do chumbador sob carga repetitiva em concretonão fissurado.


Submeter o chumbador a carga de tração cíclica que varie senoidalmente entre os valores mínimo e máximo abaixo:

valor mínimo - maior valor entre 0,25 Nk e 0,6 Ase x 120 MPa (0,6 Ase x 17400 psi)

valor máximo - menor valor entre 0,6 Nk e 0,8 Ase x fy

A freqüência de oscilação da carga deve ser no máximo de 6 Hz. Medir os deslocamentos continuamente, ou até a cargamáxima do primeiro ciclo e, depois, após 10, 100, 1 000, 10 000 e 100 000 ciclos de carga. Ao final dos ciclos de carga,ensaiar o chumbador em um único ciclo de tração, até a ruptura.

8.5.3 Requisitos

Os deslocamentos do chumbador devem mostrar tendência à estabilização e a resistência residual média do chumbadornão deve ser inferior a 80% da resistência média no ensaio de referência correspondente. O coeficiente de variação, ν, dacarga última de tração, em qualquer série de ensaios, não deve exceder 20%. Caso o coeficiente de variação ultrapasse20%, o tamanho da amostra pode ser aumentado, na tentativa de reduzi-lo. Não sendo atingido este requisito, ochumbador deve ser considerado não qualificado.

8.6 Confiabilidade de ancoragens em concreto fissurado onde a abertura da fissura varia ciclicamente


8.6.1 Objetivo

Estes ensaios de confiabilidade são realizados para avaliar o desempenho do chumbador localizado em fissuras cujaabertura varia ciclicamente.

8.6.2 Condições gerais do ensaio

Antes da instalação do chumbador, realizar dez ciclos de abertura e fechamento da fissura para estabilizar a formação dareferida fissura. Instalar o chumbador de acordo com 6.2, de modo que o eixo do chumbador fique aproximadamente noplano da fissura. Alargar a fissura para uma abertura de w1 = 0,3 mm (0,012 pol). Aplicar a carga de tração de Nw daequação (3). O ciclo de abertura da fissura deve ser estabelecido entre uma largura máxima w1 = 0,3 mm (0,012 pol) euma largura mínima de w2 = 0,1 mm (0,004 pol).

Nw = 0,9 Nb (0,7 ØIR) (3)

Onde:

Nb é a resistência característica à tração em concreto fissurado de baixa resistência conforme determinada emensaios de referência;

ØIR é o fator de redução de capacidade em função da categoria determinada nos ensaios de confiabilidade

= 1,0 para categoria 1 de chumbadores



NBR 14918:2002 25

Com a abertura da fissura variando ciclicamente, manter Nw constante com uma tolerância de 5%. Abrir e fechar a fissura1 000 vezes com uma freqüência máxima de 0,2 Hz. Durante os ciclos da fissura, manter a máxima abertura da fissura w1constante. A mínima abertura w2 aumentará durante o ensaio devido à introdução de partículas provenientes dadesagregação do concreto (ver figura 19).

Figura 19 - Extensão da abertura

A diferença entre a abertura de fissura máxima w1 e a mínima w2, durante os 1 000 ciclos não deve cair abaixo de 0,1 mm(0,004 pol). Se isso acontecer a qualquer momento durante o ensaio, então a carga aplicada à placa, que ocasiona o limiteinferior w2, deve ser reduzida, ou a carga aplicada à placa, correspondente ao limite superior w1, deve ser aumentada, ouambas devem ser implementadas, até que o valor de w1 – w2 = 0,1 mm (0,004 pol) seja atendido. Notar que um aumentono limite superior significa um aumento na abertura máxima da fissura, w1 , além de 0,3 mm (0,012 pol).

8.6.3 Carga x deslocamento

Medir o comportamento carga x deslocamento, até atingir a carga Nw. A seguir, mantendo Nw constante, medir odeslocamento do chumbador e as aberturas da fissura w1 e w2 , continuamente ou pelo menos após 1, 2, 5, 10, 20, 50,100, 200, 500 e 1 000 ciclos de abertura e fechamento de fissura.

8.6.4 Deslocamento de recuperação e ensaios de tração

Depois de completar os 1 000 ciclos de abertura e fechamento da fissura, aliviar a carga do chumbador e medir o deslo-camento de recuperação. A seguir abrir a fissura até w = 0,3 mm (0,012 pol) e realizar o ensaio de tração até a ruptura,monitorando a abertura da fissura, mas sem a controlar.

8.6.5 Requisitos

Nos ensaios com abertura cíclica da fissura, o deslocamento do chumbador deve ser inferior a 2,0 mm (0,080 pol) depoisdos 20 ciclos iniciais de abertura e fechamento, e inferior a 3,0 mm (0,120 pol) após 1 000 ciclos. Este deslocamentopode ser excedido em até 5% dos ensaios. Caso este requisito não seja atendido, aumentar o tamanho da amostra, ourepetir os ensaios com carga aplicada reduzida, até que este requisito seja atendido. Neste caso a resistênciacaracterística de escorregamento total ou parcial deve ser reduzida de forma proporcional à redução da carga aplicada.Esta resistência característica reduzida deve ser empregada para estabelecer a categoria do chumbador (ver seção 10).

A resistência residual média do chumbador determinada segundo 8.6.4 não deve ser inferior a 90% da resistência médiado ensaio de referência correspondente.

O coeficiente de variação, ν, da resistência residual em qualquer série de ensaios não deve exceder 20%. Caso ocoeficiente de variação ultrapasse 20%, o tamanho da amostra pode ser aumentado, na tentativa de reduzi-lo. Não sendoatingido este requisito o chumbador deve ser considerado não qualificado.

9 Ensaios em condições de serviço

9.1 Objetivo

O objetivo dos ensaios em condições de serviço é coletar os resultados básicos necessários para prever o desempenho dochumbador nestas condições.

9.2 Condições gerais de ensaio

9.2.1 Os requisitos gerais estão especificados na seção 5.

9.2.2 Para todos os ensaios, fazer os furos com uma broca de diâmetro dm .

9.2.3 Quando ensaiar chumbadores em concreto fissurado, as fissuras devem passar aproximadamente pelo plano do eixodo chumbador e ter abertura de 0,3 mm, (0,012 pol.).

NBR 14918:200226

9.3 Ensaio de tração em condição de serviço com chumbador isolado em um canto


9.3.1 Objetivo

O objetivo deste ensaio é determinar se o chumbador atende ao requisito de que a distância crítica à borda não é superiora 1,5 hef , em placas de concreto com a espessura mínima estabelecida pelo fabricante, para aquele chumbador. Realizaros ensaios em concreto não fissurado, de baixa resistência, com um único chumbador de cada vez, ancorado em um cantoa 1,5 hef de distância a ambas as bordas.

9.3.2 Requisito para distância crítica à borda

A resistência última do chumbador nas condições de 9.3.1 deve ser estatisticamente equivalente à resistência última nosensaios de referência realizados em chumbadores distantes das bordas.

9.4 Ensaios em condição de serviço com distâncias à borda e espaçamento, mínimos

Ver ensaio 8 da tabela 1 e ensaio 10 e tabela 2.

9.4.1 Objetivo

Este ensaio verifica que o concreto não sofre fissuração durante a instalação do chumbador.


Chumbadores de todos os tipos e diâmetros são ensaiados em placas de concreto não fissurado e de baixa resistência,com espessura hmin a ser informada para cada chumbador, em furos abertos com brocas de diâmetro dm . Para determinarSmi , instalar dois chumbadores espaçados entre si de smin , ambos distantes de uma única borda de cmin e afastados deoutro grupo de chumbadores em pelo menos 3 hef. Os valores iniciais recomendados para esses parâmetros são osseguintes:

smin = 6 do

cmin = 6 do para chumbadores de segurança

= 8 do para chumbadores de expansão por torque

= 10 do para chumbadores de expansão por percussão

hmin = 1,5 hef

Para determinar cmin permite-se o uso de placas de concreto separadas para cada chumbador, com a finalidade defacilitar a detecção de fissuras no concreto. A distância até as bordas da placa de concreto a partir da linha de centro dochumbador correspondente deve ser 3 do como valor inicial.

9.4.3 Chumbadores de expansão por torque

Para chumbadores de expansão por torque aplicar torque alternadamente em um e em outro chumbador, em acréscimosde 0,2 Tinst até atingir Tsc definido abaixo. Após cada acréscimo, procurar por fissuras na superfície do concreto.Interromper o ensaio quando a falha na ancoragem, seja por fissura no concreto ou falha no aço, não permitir que maistorque seja aplicado, ou até que o torque atinja Tsc . Para cada ensaio, registrar o torque máximo em cada chumbador ou otorque ao constatar a formação da primeira fissura capilar em um ou entre os chumbadores.

Tsc = Tinst + 138 N x m (Tinst +100 ft-lbs) quando Tinst > 197 N x m (143 ft-lbs),

Caso contrário, Tsc = 1,7 Tinst

9.4.4 Chumbadores expandidos pela carga

Para chumbadores expandidos pela carga, instalar o chumbador de acordo com instruções do fabricante.

9.4.5 Chumbadores de expansão por percussão

Para chumbadores de expansão por percussão, cuja instalação não prevê torque de instalação, proceder de acordo comas especificações do fabricante.

9.4.6 Requisitos

9.4.6.1 Para chumbadores controlados por torque, não deve haver fissuras até atingir Tsc . O quantil de 5% dos valores detorque, calculados de acordo com A.2 e normalizados para fc = 20 MPa (2900 psi) pela equação (4), deve ser maior doque Tsc . Caso este requisito não seja atendida, proceder conforme 9.4.6.3.

9.4.6.2 Para chumbadores de expansão por percussão, chumbadores de segurança e chumbadores controlados pelacarga, a placa não deve sofrer fissura durante o processo de instalação.

NBR 14918:2002 27

9.4.6.3 Se os chumbadores não atenderem estes requisitos, proceder como segue:

- manter cmin constante e incrementar smin, até que não ocorram fissuras; e/ou

- manter smin constante e incrementar cmin até que não ocorram fissuras.

Instalar os chumbadores de acordo com 9.4.3, 9.4.4 ou 9.4.5.

Registrar as distâncias mínimas até as bordas e os espaçamentos.

9.5 Ensaios de cisalhamento em condições de serviço para chumbadores isolados sem influência deespaçamento ou distância à borda

Ver ensaio 9 da tabela 1 e ensaio 11 tabela 2.

9.5.1 Objetivo

Este ensaio se aplica a chumbadores que apresentam uma redução da seção transversal próxima à seção decisalhamento (distância inferior a 5 diâmetros), caso em que a avaliação pelo cálculo da resistência do aço ao cisalha-mento não é aplicável. Realizar os ensaios de cisalhamento em concreto não fissurado. Calcular Vs de acordo com A.2.Quando este ensaio de cisalhamento não for necessário, a resistência ao cisalhamento do aço pode ser determinada pelaNBR 8800.

9.6 Ensaios de simulação sísmica de tração, em condições de serviço

9.6.1 Objetivo

Estes ensaios são opcionais e avaliam o desempenho do chumbador em simulação sísmica de tração, incluindo o efeito defissuras, porém sem influência das bordas.

9.6.2 Ensaios

Ensaiar os chumbadores com o embutimento mínimo para o qual o chumbador será qualificado para aplicação emconcreto fissurado. Realizar ensaios que simulem condições sísmicas aplicando carga de tração pulsante. Os chumba-dores podem ser ensaiados com embutimentos maiores, para verificar o aumento da resistência obtido. Instalar ochumbador em uma fissura fechada de acordo com 6.4. Abrir a fissura até 0,5 mm (0,020 pol). Caso o fabricante nãoespecifique o torque , o chumbador deve ser apertado manualmente (sem uso de ferramentas), antes do ensaio. Ensaiarchumbadores com rosca interna, utilizando o parafuso especificado pelo fabricante e informar na tabela 13. Submeter oschumbadores à carga de tração com variação senoidal conforme especificado na tabela 10 e figura 20, usando freqüênciaentre 0,1 Hz e 2 Hz.

Figura 20 - Gráfico de carga para ensaio sísmico de traçãoTabela 10 - Histórico exigido de carga sísmica de tração

Nível de carga Neq Ni Nm

Quantidade de ciclos 10 30 100

onde:Neq é a carga máxima de tração em ensaio sísmico, igual a 50% da média da resistência à tração em concreto

fissurado nos ensaios de referência;

Nm é igual a 25% da média de resistência à tração em concreto fissurado nos ensaios de referência;

Ni = 2

meq NN +

Depois que o chumbador tiver passado por todos os ciclos de simulação sísmica de tração e usando uma abertura defissura inicial não inferior à obtida ao final dos ciclos de ensaio, aplicar carga de tração no chumbador até a ruptura.Registrar o pico de cada ciclo de carga e o respectivo deslocamento do chumbador. Caso o chumbador falhe antes dotérmino dos ciclos estabelecidos na tabela 10, registrar a quantidade de ciclos e a carga de ruptura.

NBR 14918:200228

9.6.3 RequisitosTodos os chumbadores devem passar por ensaios de simulação sísmica de tração. Os chumbadores que são ensaiadosem concreto fissurado, [w = 0,5 mm (0.02 pol)], com uma carga Neq, devem ser considerados de resistência plenaconforme determinado nos resultados dos ensaios estáticos corrigidos para a resistência do concreto da placa de ensaio.

Os chumbadores que falharem durante o ensaio de tração cíclico podem ser ensaiados com cargas cíclicas máximasinferiores, para estabelecer resistência de tração nominal reduzida. Os chumbadores que assim forem ensaiados devemter sua resistência à tração nominal reduzida pela relação entre a carga cíclica máxima de ensaio e Neq. A resistênciaresidual média dos chumbadores, em séries de ensaios de tração, deve ser de pelo menos 80% da resistência média nosensaios de referência, reduzida pela relação entre a carga cíclica máxima de ensaio e Neq , se for o caso.

9.7 Ensaios de simulação sísmica de cisalhamento, em condições de serviço


9.7.1 Objetivo

Estes ensaios são opcionais e avaliam o desempenho sob cargas de cisalhamento que simulam um carregamentoalternativo de origem sísmica.

9.7.2 Ensaios

Ensaiar os chumbadores com o embutimento mínimo para o qual o chumbador será qualificado para aplicação emconcreto fissurado. Os chumbadores podem ser ensaiados com embutimentos maiores, para constatar resistências maisaltas. Instalar o chumbador em concreto fissurado de acordo com 6.2. Caso o fabricante não especifique torque deinstalação, o chumbador deve ser apertado manualmente (sem uso de ferramentas), antes do ensaio. Ensaiarchumbadores com rosca interna com o parafuso especificado pelo fabricante e informar na tabela 13. Submeter oschumbadores à carga de cisalhamento com variação senoidal como indicado na tabela 11 e figura 21.

Aplicar a carga paralelamente à direção da fissura, usando freqüência de carga entre 0,1 Hz e 2 Hz. Para reduzir odeslizamento descontrolado durante a reversão da carga, a aplicação de carga de cisalhamento alternada pode seraproximada pela aplicação de dois semiciclos de carga senoidal com a freqüência desejada, conectados por um trechocom carga em rampa, em velocidade reduzida, conforme figura 22. Depois que as simulações de ciclos de cisalhamentosísmico forem efetuadas, ensaiar os chumbadores até a ruptura em cisalhamento estático. Registrar o pico de carga decisalhamento de cada semiciclo e o correspondente deslocamento do chumbador na direção da carga. Plotar os resultadossob a forma de curva de histerese, carga x deslocamento.

Figura 21 - Gráfico dos ciclos do ensaio sísmico de cisalhamento

NBR 14918:2002 29

Figura 22 - Aproximação permitida do ciclo sísmico alternado de cisalhamento

Tabela 11 - Histórico exigido para carga sísmica de cisalhamento

Nível de carga ±Veq ±Vi ±Vm

Quantidade de ciclos 10 30 100

Onde:Veq é a carga máxima de cisalhamento em ensaio sísmico, igual a 50% da média da resistência em concreto

fissurado em ensaios de cisalhamento, ou a resistência ao cisalhamento calculada do aço;Vm é igual a 25% da média de resistência em concreto fissurado em ensaios de cisalhamento, ou a resistência ao

cisalhamento calculada do aço.

Vi = 2

meq VV +

9.7.3 RequisitosTodos os chumbadores devem passar por ensaios de cisalhamento sísmico simulados. Chumbadores que são ensaiadosem concreto fissurado, [w = 0,5 mm (0,02 pol)], com carga Veq, devem ser considerados de resistência plena conformedeterminado nos resultados dos ensaios estáticos corrigidos para a resistência do concreto da placa de ensaio.Os chumbadores que falharem durante o ensaio de cisalhamento cíclico podem ser ensaiados com cargas cíclicasmáximas inferiores, para estabelecer resistência ao cisalhamento nominal reduzida. Os chumbadores que assim foremensaiados devem ter sua resistência ao cisalhamento nominal reduzida pela relação entre a carga cíclica máxima deensaio e Veq . A resistência residual média dos chumbadores, em séries de ensaios de cisalhamento, deve ser de pelomenos 80% da resistência média nos ensaios de referência, reduzida pela relação entre a carga cíclica máxima de ensaioe Veq se for o caso.

10 Determinação da categoria do chumbador

10.1 Para cada combinação de diâmetro e embutimento de chumbador, computar a relação da resistência característica noensaio de confiabilidade com a correspondente resistência característica no ensaio de referência. Determinar asresistências características de acordo com A.2. O valor K usado nos cálculos das resistências características em cadaensaio de confiabilidade e no correspondente ensaio de referência deve ser o valor de K associado ao ensaio(confiabilidade ou referência) com a menor quantidade de exemplares (menor valor entre os valores: n de confiabilidade en de referência), para cada diâmetro. Utilizando relação das resistências características Nb,r / Nb,o, deve-se estabelecer acategoria do chumbador a partir da tabela 12 para cada diâmetro e informar na tabela 13.

NBR 14918:200230

Tabela 12 - Categorias de chumbadores

Menor relação de capacidadescaracterísticas

Categoria do chumbador

o,b

r,b80,0NN

≤ 1

80,00,70o,b

r,b <≤NN

2

70,060,0o,b

r,b <≤NN

3

Se 60,0o,b

r,b <NN

Não qualificado

11 Apresentação dos dados dos chumbadores

11.1 Análise dos dados

Analisar os dados de acordo com A.1 e A.2.

11.2 Formato da planilha de dados

Informar os dados exigidos por esta Norma no formato mostrado na tabela 13. Adicionar outras observações, quandoapropriado, e incluir no relatório de avaliação.

11.3 Requisitos gerais

O relatório de avaliação deve informar os resultados provenientes da aplicação da NBR 14827 incluindo tambéminformações suficientes para uma completa identificação do produto, instruções explícitas de instalação e dados paraprojeto.

11.4 Relatório

O relatório deve incluir em particular:

a) descrição dos tipos dos chumbadores;

b) materiais constituintes (4.3.2);

c) identificações (marcas de identificação) (4.5);

d) dados de desempenho do chumbador (11.2).

NBR 14918:2002 31

Tabela 13 - Exemplo de relatório de dados de chumbador

Unidade Diâmetro do chumbador

CaracterísticaSI S. Inglês

Diâmetrosmenores (caso

houver)M8

(5/16")M10(3/8")

M12(½ ")

Diâmetrosmaiores (caso

houver)Hef mm (pol)d0 mm (pol)Ase mm2 (pol2)Vs N (lbs) fy MPa (psi) fut MPa (psi) Scr mm (pol)smin mm (pol)Tinst N.m (ft.lbs)ccr mm (pol)

cmin mm (pol)Hmin mm (pol)

1,2,3 ou nãoqualificado

KNp N (lbs)

Neq N (lbs)Veq N (lbs)β kN/mm (lbs/pol)

νννν Fração decimal ou%

12 Requisitos para o órgão independente de ensaios e avaliação

12.1 A avaliação e os ensaios dos chumbadores de acordo com esta Norma devem ser realizados ou testemunhados porum órgão independente de ensaios e avaliação, escolhido por credibilidade reconhecida em conformidade com osrequisitos do NBR ISO/IEC 17025 e NBR ISO/IEC Guia 58. Além destes padrões, a escolha do órgão independente deavaliação deve ser baseada em experiência documentada em ensaios e avaliação de chumbadores conforme NBR 14827,incluindo competência comprovada para conduzir os ensaios descritos nesta Norma.

12.2 Os ensaios devem ser testemunhados e avaliados por engenheiro diplomado, contratado ou prestador de serviçospara o órgão independente de avaliação.

________________

/ANEXO A

NBR 14918:200232

Anexo A (normativo)Procedimentos e requisitos

A.1 Procedimentos para ajuste dos resultados

A.1.1 Ajuste no resultado do ensaio

O resultado do ensaio deve ser ajustado em função da resistência real do concreto e do aço, e do tipo de falha.

A.1.2 Falha do concreto por ruptura em cone ou por fissuração

Ajustar as resistências em proporção a cf , conforme equação (4).

i,test,c

i,m,ci,test,ui,m f

fFF = em newtons (lbs) (4)

A.1.3 Falha por escorregamento total ou parcial

A influência da resistência do concreto na carga última de escorregamento total ou parcial deve ser estabelecida porensaios.

A.1.4 Falha do aço

Ajustar a carga do chumbador pela resistência nominal do aço usando a equação (5). Para aços padronizados, o quantil de5% da resistência do aço do chumbador deve ser calculado como a tensão fut , multiplicada pela área efetiva de tração dochumbador.

test,u

uti,test,uut f

fFF ⋅= em newtons (lbs) (5)

A.2 Procedimentos para determinar cargas características

A.2.1 Objetivo

Segue-se o método para obtenção de F5% (carga característica) a partir da carga última média, Fm , e o coeficiente devariação, v, para falhas de ruptura em cone do concreto, escorregamento total e escorregamento parcial.

A.2.2 Procedimento

Calcular a carga característica pela equação (6), usando a resistência média, Fm obtida a partir de ensaios e o valor de Kapropriado segundo a tabela A.2.1. Os valores de K na tabela A.1 são fatores para limites de tolerância unilateral paradistribuição normal e correspondem à probabilidade de 5% de não serem atingidos com a confiança de 90%.

F5% = Fm (1 – Kv ) em newtons (lbs) (6)

Tabela A.1 - Valores de K para avaliação de resistência característicacom 90% de garantia

Quantidade de ensaios K

4 3,9575 3,4006 3,0917 2,8948 2,7559 2,64910 2,56815 2,32920 2,20825 2,13230 2,08040 2,01050 1,965

∞ 1,645

NBR 14918:2002 33

A.3 Requisitos para placas de concreto

A orientação geral é dada na NBR 14827.

A.3.1 Ensaios em concreto não fissurado

Usar placas de concreto simples (não armado) para ensaios, exceto quando exigido conforme A.3.1.1 e permitidoconforme A.3.1.2.

A.3.1.1 Para ensaios em condições de serviço, com a finalidade de determinar cmin. e smin., pode-se utilizar um reforço deborda com barra reta de 10 mm (3/8 pol) de diâmetro com cobrimento de concreto de 15 mm (5/8 pol).

A.3.1.2 A placa de concreto para ensaio pode ter armação para permitir o manuseio e a distribuição da carga transmitidapelos equipamentos de ensaio, ou ambos. Posicionar a armação de modo que a resistência do chumbador a ser ensaiadonão seja afetada. Este requisito deve ser considerado cumprido caso a armação esteja fora de um cone com altura hef eângulo de 120°, cujo vértice coincide com o ponto de fixação do chumbador no concreto.

A.3.2 Ensaios em concreto fissurado

Usar placa de concreto que atenda aos requisitos de A.3.1 e ao seguinte:

- a abertura da fissura deve ser aproximadamente uniforme por toda a espessura da placa;

- a espessura da placa de ensaio não deve ser inferior a 1,5 hef nem a 100 mm (4 pol).

Para controlar a localização das fissuras e para assegurar que os chumbadores sejam instalados com toda a sua extensãodentro da fissura, pode-se utilizar um indutor de fissuras, desde que esteja localizado de modo a não influenciar osresultados dos ensaios. A armação para controlar a abertura da fissura deve ser colocada de modo a não influenciar odesempenho dos chumbadores. Estes requisitos devem ser considerados cumpridos caso a armação e os indutores defissura estejam fora de um cone com altura hef e ângulo de 120°, cujo vértice coincide com o ponto de fixação dochumbador ao concreto.

A taxa geométrica de armadura da placa de concreto dever ser aproximadamente de 1%. Um exemplo de placa deconcreto com indutor de fissura é mostrado na figura 5.

A.3.3 Moldagem e cura de placas de concreto para ensaio

Concretar as placas na posição horizontal ou vertical. Caso a placa seja moldada verticalmente, a altura de lançamento doconcreto deve ser no máximo de 1,5 m (5 ft). A moldagem e cura das placas de concreto para ensaio devem tambématender a NBR 5738.

A.3.3.1 Para evitar fissuração, armazenar os corpos-de-prova cilíndricos de concreto e as placas, nas mesmas condiçõesambientais (sob lâmina de água ou em câmara de vapor). Ensaiar os corpos-de-prova em conformidade com NBR 5739,no mesmo dia em que os chumbadores correspondentes são ensaiados. Caso uma série de ensaios leve alguns dias parase realizar, ensaiar os corpos-de-prova ou testemunhos retirados da placa no momento mais representativo da resistênciado concreto para o ensaio do chumbador (por exemplo, no início e no final dos ensaios, calculando a média ou fazendoanálise em gráfico, resistência x idade).

A.3.3.2 Caso haja dúvida de que a resistência dos corpos-de-prova seja representativa da resistência do concreto dasplacas de ensaio, retirar pelo menos três testemunhos com diâmetro entre 100 mm e 150 mm (4 pol e 6 pol) da placa deensaio, fora das zonas onde o concreto foi danificado pelo ensaio do chumbador e ensaiar à compressão. Preparar ostestemunhos e ensaiar na condição seca avaliando os resultados de acordo com NBR 12655.

________________

NBR 14918 - Chumbadores Mecanicos Pos-Instalados Em Concreto - Avaliacao Do Desempenho

Documents

Transcript of NBR 14918 - Chumbadores Mecanicos Pos-Instalados Em Concreto - Avaliacao Do Desempenho