NBR 14827 - Chumbadores instalados em elementos de concreto ou alvenaria

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MAR 2002

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

NBR 14827

Chumbadores instalados em elementos de concreto ou alvenaria Determinação de resistência à tração e ao cisalhamento

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Origem: 2º Projeto 04:003.01-093:2001 ABNT/CB-04 - Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos Mecânicos CE - 04:003.01 - Comissão de Estudo de Elementos de Fixação NBR 14827 - Installed anchors in concrete or in masonry elements - Tensile and shear strengths determination Descriptor: Anchor Esta Norma foi baseada na ASTM E-488:1996 Válida a partir de 29.04.2002 Palavra-chave: Chumbador

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Sumário Prefácio 1 Objetivo 2 Referências normativas 3 Definições e notações 4 Significado e uso 5 Aparelhagem 6 Amostras 7 Condicionamento 8 Ensaios estáticos 9 Ensaios sísmicos 10 Ensaios de fadiga 11 Ensaios de choque 12 Critérios de falha 13 Relatório 14 Resumo ANEXO A Figuras Prefácio A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo 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, delas fazendo 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 entre os associados da ABNT e demais interessados. Esta Norma contém o anexo A, de caráter normativo.

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1 Objetivo 1.1 Esta Norma prescreve os métodos para a determinação de res istência à tração e ao cisalhamento de chumbadores de pré-concretagem ou de pós-concretagem, instalados em membros estruturais de concreto ou alvenaria, nas seguintes condições de carga: estática, sísmica, fadiga ou choque. Somente devem ser efetuados os procedimentos solicitados pela entidade interessada. 1.2 Os métodos de ensaio prescritos por esta Norma são destinad os a aplicações em dispositivos de ancoragem específicos (chumbadores) instalados perpendicularmente em uma superfície plana de um membro estrutural. 1.3 Embora ensaios combinados ou simultâneos de tração e cisalhamento, bem como de torção, possam ser executados sob condições especiais, tais ensaios não são abrangidos nos métodos de ensaio aqui descritos. 1.4 Embora sejam descritos procedimentos individuais para ensaios estático, sísmico, de fadiga e de choque, não se exclui o uso de programas combinados de ensaios que incorporem dois ou mais destes tipos de ensaios (tais como ensaios sísmicos, de fadiga e de choque em seqüência) visto que o mesmo equipamento pode ser usado para cada um destes ensaios. 1.5 Esta Norma não pretende abordar problemas de segurança as sociados ao seu uso. É da responsabilidade do usuário desta Norma, estabelecer práticas apropriadas de segurança e saúde e determinar a aplicabilidade de regulamentos e limitações antes do uso. 2 Referências normativas As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta Norma. 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 edições mais recentes das normas citadas . A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento. 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 6156:1983 - Máquina de ensaio de tração e compressão - Verificação - Método de ensaio NBR 7680:1983 - Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de concreto - Procedimento ASTM E468:1990 - Practice for Presentation of Constant Amplitude Fadigue Test Results for Metallic Materials ASTM E575:1999 - Practice for Reporting Data from Structural Tests of Building Constructions, Elements, Connections, and Assemblies 3 Definições e notações 3.1 Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definições: 3.1.1 carga segura de trabalho (safe working load) (Fs): Carga admissível ou de projeto, obtida através da aplicação de fatores de segurança sobre a carga última (carga de ruptura) do sistema de ancoragem, medida em quilonewtons (lbf). 3.1.2 chumbador de expansão (expansion anchor): Chumbador de pós-concretagem, que obtém a sua força de ancoragem através de um sistema mecânico de expansão radial, que exerce forças de atrito contra a face interna de um furo aberto em um membro estrutural. 3.1.3 chumbador de segurança (undercut anchor): Chumbador de pós-concretagem, que obtém a sua força de ancoragem pela expansão de uma parte do chumbador dentro de um trecho no fundo do furo, que é maior em diâmetro do que o restante. A seção de diâmetro aumentado do furo pode ser pré-alargada ou alargada através do processo de expansão, durante a aplicação do chumbador. 3.1.4 chumbador de adesão química (adhesive anchor): Chumbador de pós-concretagem, que obtém a sua força de ancoragem através de um composto químico colocado entre a parede do furo e a parte embutida do chumbador. Os materiais usados incluem resina epóxi, resina de poliéster, materiais com base de cimento ou outros tipos semelhantes que endurecem através de uma reação química. 3.1.5 chumbador de pré-concretagem (cast-in-place anchor): Chumbador instalado no local antes da concretagem e que obtém sua resistência de ancoragem somente após cura do elemento de concreto. 3.1.6 chumbador de pós-concretagem (post-installed anchor): Chumbador instalado posteriormente, em concreto pronto e já endurecido.

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3.1.7 deslocamento (displacement) (∆ ∆): Movimento de um chumbador em relação ao membro estrutural. Para o ensaio de tração, o deslocamento é medido ao longo do eixo do chumbador e para o ensaio de cisalhamento, o deslocamento é medido perpendicularmente ao eixo do chumbador, em milímetros (pol). 3.1.8 distância à borda (edge distance) (c): Distância lateral ou a distância do eixo de um chumbador, até a borda mais próxima do membro estrutural. Também é a distância mínima entre o eixo do chumbador e os pontos de apoio ou de reação do dispositivo de ensaio, em milímetros (pol). 3.1.9 embutimento (embedment depth) (hv): Profundidade total atingida pelo chumbador. 3.1.9.1 embutimento efetivo (effective depth of embedment) (hef): Distância entre a superfície do membro estrutural e o ponto mais afastado da superfície, onde o chumbador se fixa ao concreto, após aplicado (pode ser igual ou menor do que o embutimento nominal), em milímetros (pol). 3.1.10 endurance: Limite de resistência à fadiga (maior carga para a qual nunca ocorre falha). 3.1.11 ensaio de choque (shock test): Ensaio em laboratório, que simula cargas de choque num sistema de ancoragem, através da aplicação de uma carga externa de duração muito curta. 3.1.12 ensaio de cisalhamento (shear test): Ensaio no qual um chumbador é carregado perpendicularmente ao seu eixo e paralelamente à superfície do membro estrutural. 3.1.13 ensaio de tração (tensile test): Ensaio no qual o chumbador é carregado axialmente em tração. 3.1.14 ensaio estático (static test): Ensaio no qual uma carga é lentamente aplicada ao chumbador, de acordo com uma velocidade especificada, de forma tal que o chumbador sofra um único ciclo de carga. 3.1.15 ensaio de fadiga (fatigue test): Ensaio em laboratório que aplica ciclos de carga repetidos a um sistema de ancoragem, a fim de determinar a sua resistência à fadiga. 3.1.16 ensaio sísmico (seismic test): Ensaio em laboratório que aplica ciclos de carga de magnitude e freqüência variáveis a um sistema de ancoragem e que pode simular um evento sísmico. 3.1.17 espaçamento (anchor spacing) (s): Espaçamento entre dois chumbadores, medido entre seus eixos. Também é a distância mínima entre pontos de apoio ou de reação do dispositivo de ensaio, em milímetros (pol). 3.1.18 LVDT: Transformador diferencial de variação linear utilizado para medir o deslocamento ou movimento de um chumbador ou de um sistema de ancoragem. 3.1.19 membro estrutural (structural member): Elemento ou base no qual o chumbador é instalado e que suporta as forças aplicadas ao chumbador. Especificamente designado como “placa de concreto”, quando especialmente feito para ensaios de avaliação. 3.1.20 run-out: Condição onde a falha não é atingida após um número especificado de ciclos de carga no ensaio de fadiga. 3.2 Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes notações: Afi e Bfi - Leituras iniciais de deslocamento no instrumento, para ensaios de fadiga, em milímetros (pol). Afu e Bfu - Leituras máximas de deslocamento no instrumento, para ensaio de fadiga, em milímetros (pol). AI e BI - Leituras iniciais no instrumento, em milímetros (pol). AN e BN - Leituras no instrumento para uma dada carga, em milímetros (pol). c - Distância à borda, medida do eixo do chumbador até a borda, em milímetros (pol). d - Diâmetro nominal do chumbador, em milímetros (pol). ∆FS - Deslocamento do chumbador, sob carga última no ensaio de fadiga em cisalhamento, em milímetros (pol). ∆FSm - Média dos deslocamentos máximos nos ensaios de fadiga em cisalhamento, em milímetros (pol). ∆FT - Deslocamento do chumbador, na carga última, no ensaio de fadiga em tração, em milímetros (pol). ∆FTm - Média dos deslocamentos máximos, no ensaio de fadiga em tração, em miímetros (pol). ∆S - Deslocamento não corrigido, no ensaio de cisalhamento, em milímetros (pol). ∆T - Deslocamento não corrigido, no ensaio de tração, em milímetros (pol).

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∆Sm - Média dos deslocamentos com carga última, no ensaio de cisalhamento, em milímetros (pol). ∆Tm - Média dos deslocamentos com carga última, no ensaio de tração, em milímetros (pol) . Fs - Carga segura de trabalho, em quilonewtons (lbf). h - Espessura do membro estrutural, em milímetros (pol). hef - Embutimento efetivo, em milímetros (pol) (ver 3.1.9.1). hv - Embutimento, em milímetros (pol). n - Quantidade de amostras ou corpos-de-prova para ensaio. Ns - Número total de ciclos de carga, no ensaio de fadiga em cisalhamento. Nsm -Média do número de ciclos de carga, no ensaio de fadiga em cisalhamento. NT - Número total de ciclos de carga, no ensaio de fadiga em tração. NT m - Média do número de ciclos de carga, no ensaio de fadiga em tração. s - Espaçamento entre eixos de dois chumbadores, em milímetros (pol). 4 Significado e uso 4.1 Estes métodos de ensaio têm o propósito de obter informações aplicáveis em especificações, em projetos de dispositivos de fixação instalados em elementos de concreto e qualificar chumbadores ou sistemas de fixação. 4.2 Estes métodos de ensaio devem ser seguidos, a fim de garantir a reprodutibilidade dos dados obtidos. 5. Aparelhagem 5.1 Equipamentos 5.1.1 Ensaios em laboratório Para ensaios em laboratório deve ser usado equipamento adequado para gerar dados necessários que permitam emitir tabelas de cargas ou obter dados destinados a agências de aprovação, organizações oficiais, etc. Devem ser usados dispositivos, com sistema eletrônico, calibrados para carga e deslocamento, que obedeçam à freqüência de amostragem de carga aqui especificada. O equipamento deve ser capaz de medir forças com um erro máximo de 1% da carga última prevista, quando calibrado de acordo com NBR 6156. Os dispositivos de medição da carga e do deslocamento devem ser capazes de fornecer pontos destinados a traçar uma curva contínua de carga x deslocamento. Para cada ensaio individual, devem ser fornecidos, no mínimo, 120 pontos de medida, por instrumento. As leituras devem ser feitas antes de atingir a carga última. Os instrumentos devem ser colocados para medir deslocamentos, em relação a pontos do membro estrutural, e fixados de tal modo, que não sofram qualquer influência durante o ensaio, em conseqüência de deformações ou de ruptura do chumbador ou do membro estrutural. Os apoios devem ter capacidade suficiente para evitar o escoamento dos seus vários componentes e devem assegurar que a força de tração aplicada permaneça paralela aos eixos dos chumbadores, ou que a força de cisalhamento permaneça paralela à superfície do membro estrutural, durante todo o ensaio. 5.1.2 Ensaios no campo Para ensaios no campo deve ser usado equipamento adequado destinado à verificação da instalação correta, ou para aplicar cargas de verificação, em chumbadores instalados fora do laboratório. Devem ser utilizadas células de carga calibradas, que obedeçam à velocidade de incremento de carga especificada. O equipamento deverá ser capaz de medir as forças com um erro máximo de 2%, quando calibrado de acordo com NBR 6156. Para medir deslocamentos, utilizar relógios de medida direta ou dispositivo eletrônico, para medir carga e deslocamento, com capacidade de gerar no mínimo 50 pontos de medida, antes de atingir a carga última. Os instrumentos devem ser colocados para medir o deslocamento do chumbador, em relação à superfície do membro estrutural, de tal forma que o instrumento não sofra qualquer influência durante o ensaio, em conseqüência de deformação ou de ruptura do chumbador ou do membro estrutural. Os apoios devem ter capacidade suficiente para evitar o escoamento dos seus vários componentes e devem assegurar que a força de tração aplicada permaneça paralela ao eixo do chumbador, ou a força de cisalhamento aplicada permaneça paralela à superfície do membro estrutural, durante todo o ensaio.

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5.2 Ensaio de tração Nas figuras A.1 e A.2, são mostrados exemplos de sistemas adequados para aplicação de forças de tração, onde uma única peça de chumbador é ensaiada. O eixo da haste de tração deve coincidir com o eixo do chumbador, para evitar qualquer efeito de flexão. Os apoios do sistema de ensaio devem ter dimensões adequadas e resistência suficiente, para evitar que uma eventual falha em cone do membro estrutural fique sob ou muito próxima dos apoios. 5.2.1 Na figura A.5, a resistência e rigidez da haste de tração e placa de distribuição deve ser suficiente para atingir a carga última do sistema de chumbadores, sem causar flexões nos mesmos. O centro de gravidade dos chumbadores deve passar pelo eixo da haste de tração. 5.3 Ensaio de cisalhamento Nas figuras A.3 e A.4, são mostrados exemplos de sistemas adequados para a aplicação de forças de cisalhamento, onde uma única peça de chumbador é ensaiada. Os apoios do sistema de fixação devem ter dimensões adequadas e resistência suficiente para impedir escoamentos até a aplicação da carga de ruptura (última) nos chumbadores. 5.4 Placa de carga 5.4.1 A espessura da placa de carga, na vizinhança imediata do chumbador em ensaio deve ser igual ao diâmetro nominal do mesmo ± 1,5 mm ( ± 1/16 pol). 5.4.2 O furo na placa de carga deve ter um diâmetro de (1,5 ± 0,75) mm (0,06 ± 0,03 pol) maior do que o diâmetro do chumbador em ensaio. A forma inicial do furo, na placa de carga, deve corresponder à forma da seção transversal do chumbador e deve ser mantida em todos os ensaios. Furos gastos ou deformados devem ser consertados ou as placas de carga substituídas. 5.4.3 Para ensaios de cisalhamento, a área de contato entre a placa de carga, através da qual o chumbador é instalado e o membro estrutural deve ser conforme indicado na tabela 1, a não ser que seja especificado de outro modo. Os cantos da placa de carga, nas superfícies de contato com o concreto, devem ser chanfrados, ou ter um raio para impedir a penetração. Luvas de inserção do diâmetro requerido devem ser periodicamente instaladas na placa de carga, para preencher os requisitos de 5.4.2. 5.5 Medição do deslocamento do chumbador Para ensaios em chumbadores que requerem medições de deslocamentos, estes devem ser medidos usando-se dispositivos LVDT ou equivalente, que possibilitem leituras contínuas, com erro máximo de 0,025 mm (0,001 pol). Escalas tipo dial tendo uma exatidão igual são permitidas em ensaios de campo, ou para ensaios onde não é solicitada exatidão na medida do deslocamento. 5.5.1 Ensaio de tração 5.5.1.1 Chumbador único O instrumento deve ser posicionado para medir o movimento axial do chumbador, com relação a pontos no membro estrutural, de tal modo que o instrumento não seja influenciado durante o ensaio por deformações ou falha do chumbador ou do membro estrutural. Tabela 1 - Área de apoio da placa de carga de cisalhamento em função do diâmetro do chumbador Diâmetro do chumbador

Área de contato entre a placa de carga de cisalhamento e o membro estrutural 2

pol

2

mm

pol

cm

< 10

< 3/8

50 a 80

8,00 a 12,40

10 a < 16

3/8 a < 5/8

80,1 a 120

12,41 a 18,60

16 a < 22

5/8 a < 7/8

120,1 a 160

18,61 a 24,80

22 a < 51

7/8 a < 2

160,1 a 260

24,81 a 40,30

> 51

>2

260,1 a 400

40,31 a 62,00

5.5.1.2 Grupo de chumbadores As medições de deslocamento devem ser feitas em todos os chumbadores do grupo de chumbadores ensaiados simultaneamente, exceto quando somente puder ser instalado um único medidor em chumbadores muito próximos. Medições de deslocamento conforme são descritas em 5.5 podem incluir parcelas de deformação não diretamente associadas com o deslocamento do chumbador em relação ao membro estrutural. Tais deformações incluem alongamento elástico da haste de tração, deformação da placa de distribuição, luvas de inserção, apoios, calços, ferragens de fixação e deformações do próprio material do membro estrutural. Todos os deslocamentos destas fontes devem ser deduzidos da medição do deslocamento total, usando dispositivos suplementares de medição ou dados de ensaio de calibração, com um arranjo de ensaio com uma falsa amostra rígida. O deslocamento utilizado para avaliação é a média dos deslocamentos indicados pelos dois instrumentos, montados simetricamente e eqüidistantes do baricentro do conjunto, conforme mostrado na figura A.5.

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5.5.2 Ensaio de cisalhamento O instrumento deve ser posicionado para medir deslocamento, na direção da carga aplicada. O dispositivo colocado no membro estrutural deve permitir que o elemento sensor toque perpendicularmente o chumbador ou uma placa de contato fixada na placa de carga, como mostrado na figura A.3, ou outro método que impeça deflexões estranhas. Para ensaios em grupo de chumbadores, o instrumento deve ser colocado num plano que passe pelo eixo da haste ou placa de carga de cisalhamento. O eixo da haste de cisalhamento deve passar pelo baricentro do grupo de chumbadores. 6 Amostras 6.1 Sistemas de ancoragem O sistema de ancoragem deve ser representativo do tipo e lote a ser usado na construção no campo e deve incluir todas as ferragens acessórias normalmente requeridas para sua aplicação, isto é, todas as ferragens de fixação. 6.2 Instalação do chumbador Instalar o chumbador, de acordo com os procedimentos e com as ferramentas recomendados pelo fabricante, a não ser que se justifique um desvio específico recomendado pela boa prática de campo. 6.3 Posicionamento dos chumbadores Ensaiar individualmente todos os chumbadores, conforme especificado no programa de ensaios. Os chumbadores devem ser ensaiados separados por distâncias iguais ou maiores do que as dadas na tabela 2. Estes valores não devem ser entendidos como obrigatórios para projetos. Para chumbadores de adesão química, estes valores ainda podem ser mais reduzidos, desde que os chumbadores tenham embutimento igual ou maior do que 20 diâmetros do chumbador. Chumbadores em grupos de dois ou mais, com espaçamentos menores do que os especificados, devem ser ensaiados como indicado em 8.3, a fim de estabelecer fatores de redução, com relação a resultados de ensaios obtidos, respeitando a referida tabela. Tabela 2 - Requisitos de espaçamentos mínimos entre chumbadores e entre chumbadores e apoios ou chumbadores e bordas Chumbadores de adesão química Espaçamento mínimo entre chumbadores ou entre apoios

Todos os demais chumbadores

Distância mínima entre chumbador e borda ou entre chumbador e apoios

Espaçamento mínimo entre chumbadores ou entre apoios

Distância mínima entre chumbador e borda ou entre chumbador e apoios

Cargas de tração 2,0 hef

1,0 hef

4,0 hef

2,0 hef

Cargas de cisalhamento 4,0 hef

2,0 hef

4,0 hef

2,0 hef

6.4 Membro estrutural O membro estrutural no qual o chumbador deve ser instalado deve ser representativo quanto a materiais e quanto à configuração pretendida para uso no campo. Assim sendo, não há proibição para que o membro estrutural seja armado. A localização e a orientação das armaduras embutidas no concreto ou em alvenaria devem ser consideradas. As dimensões do membro estrutural devem atender a 6.4.1, 6.4.2 e 6.4.3. 6.4.1 A espessura do membro estrutural deve ser igual à mínima especificada pelo fabricante. O membro estrutural deve ter pelo menos 1,50 hef de espessura, desde que seja adequada para a instalação normal do chumbador e não resulte em falha prematura do membro estrutural ou do chumbador, a não ser que a aplicação específica de ensaio requeira uma espessura menor. O membro estrutural pode atuar como uma viga, se o espaço entre os apoios for maior do que a espessura do membro. Um membro estrutural, com uma espessura mínima de 1,5 hef , deve minimizar a flexão durante a aplicação da carga de tração no ensaio. 6.4.2 O comprimento L e a largura W do membro estrutural devem atender aos requisitos da tabela 2. 6.4.3 Acabamento da superfície - O acabamento da superfície do membro estrutural, onde os apoios ou a placa de carga se apoiam, deve ser de uma superfície alisada com colher ou de uma face do concreto que esteve em contato com a forma, a não ser que especificado de outro modo. 6.4.3.1 - Para ensaios estáticos de cisalhamento uma folha de tetrafluoretileno (TFE), politetrafluoretileno (PTFE), fluoretileno-propileno (FEP) ou perfluor-alkoxy (PFA), de (0,5 ± 0,1) mm (0,020 ± 0,004) pol de espessura e correspondendo à área requerida de acordo com a tabela 1, deve ser interposta entre a placa de carga e a superfície do membro estrutural.

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7 Condicionamento 7.1 Condições de cura de amostras Quando as condições e tempo de cura afetarem o desempenho do chumbador instalado, montar o sistema de ancoragem de acordo com procedimentos indicados pelo fabricante. Descrever tais procedimentos detalhadamente. Chumbadores de pré-concretagem, chumbadores fixados no local com graute e chumbadores de adesão química são alguns exemplos de sistemas de ancoragem que requerem providências para envelhecimento ou cura. 7.2 Umidade e temperatura de amostras Quando as condições de umidade ou temperatura podem afetar o desempenho do sistema de ancoragem, estes parâmetros devem ser mantidos constantes durante todo o ensaio. A escolha destes parâmetros deve simular as condições onde os chumbadores serão utilizados. Simular condições de campo de umidade e temperatura, ou usar uma condição padrão de (23 ± 2)°C (73 ± 3,6)°F e (50 ± 10%) de umidade relativa. Os ensaios devem começar somente depois que as amostras tiverem alcançado a estabilidade, quanto à temperatura e umidade. 8 Ensaios estáticos 8.1 Equipamento Utilizar qualquer equipamento adequado de ensaio ou carga, conforme especificado na seção 5. 8.2 Quantidade de amostras Para determinar a resistência média de tração ou de cisalhamento, ensaiar um mínimo de cinco chumbadores por tamanho e calcular a média dos cinco resultados. Somente três chumbadores por tamanho são suficientes, quando só ocorrem falhas em partes de aço dos chumbadores. 8.3 Quantidade de amostras para dados estatísticos Para determinar dados estatísticos, com erro máximo de 10%, tais como coeficientes de variação ou fatores de redução devidos a espaçamento e distâncias à borda, executar no mínimo “n” ensaios, de acordo com a tabela 3. Tabela 3 - Tamanho da amostragem para avaliação estatística de dados de ensaio Coeficiente de variação

Tamanho mínimo do lote de amostras

%

n

Até 12

5

12 a 15

10

> 15

30

8.3.1 Repetir este procedimento para cada variação de tipo, tamanho, embutimento e localização do chumbador. Repetir também este procedimento para cada variação do membro estrutural. 8.4 Procedimento para ensaio estático 8.4.1 Ensaio de tração 8.4.1.1 Posicionar o sistema de carregamento, de tal modo que os apoios do sistema atendam aos requisitos da tabela 2 (ver figuras A.1 e A.2). Providenciar contato uniforme entre a superfície do membro estrutural e o sistema de apoios. No alinhamento final do sistema de apoios, verificar se as forças a serem aplicadas, através da haste de carga são perpendiculares à superfície do membro estrutural. O torque ou a pré-tensão aplicada no chumbador pela porca de fixação ou pelo dispositivo de travamento deve ser igual para cada série de ensaios. 8.4.1.2 Posicionar e fixar a haste de carga de modo que a carga seja aplicada pelo eixo do chumbador, ou através do baricentro, no caso de grupo de chumbadores. No caso de grupo de chumbadores, procurar fazer com que a carga seja distribuída uniformemente entre os chumbadores. 8.4.2 Ensaio de cisalhamento 8.4.2.1 Posicionar o sistema de carga, de tal modo que o distanciamento dos apoios atenda aos requisitos da tabela 2 (ver figura A.3). Caso a distância à borda c seja maior do que 4 hef, em todas as direções não é necessário o uso de uma ponte de reação ao longo da borda do membro estrutural. 8.4.2.2 Posicionar e fixar os apoios no membro estrutural, de tal modo que a superfície de ensaio deste fique paralela com a placa de carga e com o eixo da haste de tração. Colocar o conjunto da haste e da placa de carga sobre o membro estrutural e segurar no lugar com porca ou com outro dispositivo de travamento utilizado pelo chumbador a ser ensaiado. A intensidade da força exercida na placa de carga, pela porca de fixação, ou pelo dispositivo de travamento, deve ser a mesma para a série de ensaios executados.

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8.5 Carga inicial Aplicar uma carga inicial de até 5% da carga última estimada do sistema de ancoragem a ser ensaiado, a fim de eliminar eventuais folgas. 8.6 Velocidade de carregamento O acréscimo de carga durante o ensaio pode ser contínuo ou escalonado. O acréscimo contínuo se aplica para ensaios que buscam avaliar a rigidez do chumbador ou o seu adequado funcionamento, ou onde os dados carga x deslocamento necessitem de maior precisão. Este primeiro método necessita do acréscimo contínuo de carga até a ruptura ou até uma carga ou um deslocamento máximo especificado. O segundo método é um carregamento escalonado em acréscimos de 15%, em relação à carga última esperada. 8.6.1 Carregamento contínuo Aplicar carga ao chumbador com uma taxa de acréscimo uniforme que produz uma falha conforme definido na seção 12. Deve ser usada uma taxa de acréscimo de carga de 25% a 100% da carga última esperada, por minuto. O tempo total do ensaio deverá ser de 1 min no mínimo e 3 min no máximo, aproximadamente. Os equipamentos devem fornecer um registro contínuo das leituras de cargas e de deslocamentos. 8.6.2 Carregamento escalonado No carregamento escalonado, cada incremento de carga não deve ser maior do que 15% da carga última esperada. Após cada incremento, a carga deve ser mantida tão constante quanto possível durante um período de 2 min. Plotar as leituras inicial e final para cada intervalo de 2 min, na forma de uma curva de carga x deslocamento. Manter registros completos de carga x deslocamento durante todo o ensaio ou plotar após o término do ensaio. Os registros de dados devem incluir um registro dos tempos inicial e final de cada período de carga constante. 8.6.3 Aplicação de carga constante por um dado período Se a aplicação de uma dada carga for requerida durante um certo período, tal como 24 h, fazer leituras de deformação, no início, durante e no fim do período, a fim de permitir uma plotagem satisfatória de uma curva de tempo x deslocamento para o período completo. 8.7 Cálculos 8.7.1 Dados de carga x deslocamento 8.7.1.1 Determinar os deslocamentos não corrigidos ∆T ou ∆S para qualquer carga dada em um ensaio individual, da seguinte maneira: a) para ensaio de tração: ∆T = 0,5 ( AN – AI + BN – BI )

(1)

b) para ensaio de cisalhamento: ∆S = AN - AI

(2)

onde: AN e BN são leituras dos instrumentos para uma determinada intensidade de carga; AI e BI são as respectivas leituras iniciais. 8.7.1.2 Obter o deslocamento corrigido plotando os deslocamentos não corrigidos x cargas aplicadas em uma curva suave que mais se aproxime dos pontos de leitura. O deslocamento corrigido para a carga última ou para qualquer outra carga de ensaio será obtido da curva suave, com relação ao deslocamento extrapolado para a carga zero (ver figura A.6). 8.7.1.3 Obter o deslocamento médio na carga última (∆T m ou ∆S m) ou em qualquer outra carga para cada série de ensaios, como a média aritmética de todas as determinações individuais em uma dada carga numa dada série. 9 Ensaios sísmicos 9.1 Estes ensaios servem para verificar a capacidade de um chumbador para resistir a um evento sísmico simulado. 9.2 Equipamento Qualquer sistema adequado de ensaio ou carga pode ser usado, como estabelecido na seção 5. 9.3 Quantidade de amostras Para determinar a capacidade média de tração ou cisalhamento do sistema de ancoragem, executar pelo menos cinco (5) ensaios, por tamanho e tipo de chumbador, a não ser que seja especificado de outro modo.

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9.4 Procedimento do ensaio sísmico 9.4.1 Ensaio de tração Posicionar o sistema de carga, como descrito em 8.4.1. 9.4.2 Velocidade de variação e intensidade de carga Aplicar cargas e ciclos ao chumbador, de acordo com um programa para simular requisitos sísmicos específicos. 9.4.3 Ensaio de cisalhamento 9.4.3.1 Procedimento de carga direta Posicionar o sistema de carga, de acordo com 8.4.2, similarmente ao mostrado na figura A.3. 9.4.3.2 Procedimento de carga indireta Um membro estrutural, com o furo já feito, ou com um chumbador já instalado, é fixado à mesa vibratória com cantoneiras de suporte e parafusos de fixação. Um bloco de aço furado em seqüência é colocado sobre o furo ou no chumbador já instalado. Este bloco é fixado ao membro estrutural só pelo chumbador (ver figura A.4). 9.4.4 Velocidade de carregamento 9.4.4.1 Procedimento para carga direta Aplicar as cargas e ciclos ao chumbador, de acordo com um programa para simular requisitos sísmicos específicos. 9.4.4.2 Procedimento para carga indireta Usar o programa de ensaio de cisalhamento dado pela entidade especificadora. O chumbador deve ser inspecionado quanto à falha ou qualquer suspeita de dano, após cada conjunto de ciclos. 9.4.4.3 Instrumentação para ensaio de cisalhamento indireto Os acelerômetros fixados à mesa vibratória, ao membro estrutural e ao bloco de aço são utilizados para avaliar as forças de cisalhamento atuantes. 9.4.4.4 Finalizado o ensaio cíclico, aplicar um ensaio de cisalhamento estático, em conformidade com 5.3, para determinar a sua resistência residual e o tipo de falha, de acordo com a seção 12, se solicitado. 10 Ensaios de fadiga 10.1 Equipamento Qualquer equipamento de ensaio como descrito na seção 5, pode ser usado, desde que os requisitos de velocidade de carregamento e exatidão sejam respeitados. A configuração do sistema de ensaio deve ser tal que nenhuma vibração ressonante ocorra durante o ensaio. 10.2 Quantidade de amostras A quantidade de amostras deve ser função da finalidade do ensaio. Se o objetivo for obter “run-out” no limite ou abaixo 6 do limite de “endurance”, ou seja, (2 x 10 ) ciclos, para uma determinada carga, então três amostras são suficientes. Se o objetivo do ensaio for determinar a carga de “endurance”, então fazer o ensaio, de acordo com ASTM 468 . 10.3 Procedimento do ensaio de fadiga Aplicar o programa especificado de ensaio de fadiga, incluindo método, intensidade de carga, freqüência e número de ciclos. 10.4 Após o ensaio cíclico ser completado, aplicar um ensaio de tração estático, em conformidade com 5.2, para determinar a resistência residual e verificar o tipo de falha, conforme a seção 12. 11 Ensaios de choque 11.1 Equipamento Qualquer dispositivo adequado de ensaio ou carga pode ser usado, como especificado na seção 5.

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11.2 Quantidade de amostras A finalidade e o tipo de ensaio de choque determinarão a quantidade de amostras. 11.2.1 Se a finalidade for determinar se um sistema de ancoragem resistirá a uma determinada carga de choque (intensidade e duração), ensaiar pelo menos três chumbadores por tamanho para a referida carga e duração. 11.2.2 Se a finalidade for determinar a carga última de choque que um sistema de ancoragem pode resistir, sem falhar, um método adequado de ensaio, tal como o método de carregamento escalonado, deve ser usado, até obter uma falha do chumbador. Três ensaios a uma dada carga, sem falha, serão suficientes para estabelecer a capacidade máxima ao choque do sistema de ancoragem. 11.3 Procedimento dos ensaios de choque 11.3.1 Ensaio de tração Posicionar o sistema de carga, como descrito em 8.4.1. 11.3.2 Ensaio de cisalhamento Posicionar o sistema de carga, como descrito em 8.4.2. 11.4 Velocidade de incremento de carga em tração ou cisalhamento Aplicar, em cada chumbador, um número especificado de choques, com taxa de carga triangular (rampa), com duração de 0,030 s por choque, ou de outro modo, se especificado. Após aplicação das cargas de choque, os chumbadores devem ser ensaiados à tração, de acordo com 5.2, a fim de medir a sua capacidade residual de tração estática, se solicitado. 12 Critérios de falha 12.1 Carga e deslocamento na falha Determinar a carga última de ensaio e o deslocamento correspondente, para cada conjunto ensaiado. 12.2 Modos de falha A falha pode ocorrer através de um ou mais dos seguintes modos: 12.2.1 Falha em cone Ruptura do membro estrutural, na forma de um cone, com altura igual ao embutimento efetivo do chumbador. 12.2.2 Falha com fissura radial Ruptura do membro estrutural, com surgimento de fissuras radiais, partindo da localização do sistema de ancoragem e que resulta na extração do chumbador. 12.2.3 Escorregamento (pullout) Saída do chumbador sem que, no início do escorregamento, haja falha do concreto, o que pode, eventualmente, ocorrer próximo à sua superfície. 12.2.4 Falha de aderência Tipo de falha que pode ocorrer em chumbador de adesão química ou similar e que é evidenciado pelo deslocamento contínuo, com uma carga constante ou até decrescente. 12.2.5 Falha do chumbador Deformação plástica ou ruptura de qualquer componente do chumbador. Alguns sistemas de ancoragem requerem deformação inicial para se tornarem efetivos; tal deformação não configura falha. 13 Relatório 13.1 O relatório deve incluir as informações aplicáveis listadas na ASTM E 575. Toda informação pertinente ao tipo de ensaio executado; estático, sísmico, fadiga ou choque, em concreto fissurado ou não fissurado, deve, especificamente, incluir o seguinte: 13.1.1 Data do ensaio e data de emissão do relatório. 13.1.2 Solicitante do ensaio e laboratório de ensaio. 13.1.3 Identificação dos chumbadores ensaiados: fabricante, modelo, tipo, material, acabamento, forma, dimensões e outras informações pertinentes, ou defeitos observados.

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13.1.4 Descrição do sistema de ancoragem ensaiado e descrição física do membro estrutural, incluindo dimensões, armadura (se existente), etc.. 13.1.5 Desenhos detalhados ou fotografias das amostras, antes e depois do ensaio. 13.1.6 Características do membro estrutural, no qual o chumbador ou chumbadores são instalados. Deve ser fornecida a resistência à compressão na data do ensaio, determinada através de ensaios realizados conforme NBR 5739, em corpos-de-prova moldados segundo NBR 5738 ou em testemunhos extraídos do membro estrutural conforme NBR 7680. Se disponíveis, devem também ser fornecidos traço do concreto, tipo de agregado, resistência à compressão aos 28 dias e data de moldagem do membro estrutural. 13.1.7 Descrição do procedimento, ferramentas e materiais usados para instalar o sistema de ancoragem (especialmente tipo e diâmetro de broca quando aplicável) e qualquer desvio dos procedimentos recomendados. 13.1.8 Idade, em horas ou dias, do sistema de ancoragem, desde a instalação, onde aplicável. 13.1.9 Grau de umidade do membro estrutural, quando aplicável. O grau de umidade do membro estrutural, na hora do ensaio, pode ser determinado por vários métodos, incluindo pesagem e secagem de pequenos testemunhos retirados do membro estrutural, até peso constante ou a utilização de medidores de umidade local. 13.1.10 Registro das condições de temperatura, na hora da instalação, na hora do ensaio e qualquer outra informação sobre temperatura ocorrida durante o ensaio que possa afetar o desempenho do chumbador. 13.1.11 Embutimento efetivo dos chumbadores instalados, em milímetros (pol). 13.1.12 Valor do torque aplicado ao chumbador, antes do ensaio, se especificado. 13.1.13 Descrição do método de ensaio, do tipo de carregamento usado e da taxa de acréscimo real da carga. 13.1.14 Quantidade de amostras iguais, ensaiadas nas mesmas condições. 13.1.15 Valores das cargas últimas individuais e a sua média, quando aplicável, desvio-padrão e coeficientes de variação, em newtons (lbs), por tipo de chumbador. 13.1.16 Valores dos deslocamentos individuais nas cargas últimas (∆T ou ∆S , ou ambos), e suas médias ((∆Tm ou ∆Sm, ou ambas) e o desvio-padrão ou, quando apropriado, as curvas de carga x deslocamento, diretamente plotadas, ou desenhadas por sistemas eletrônicos, em milímetros (pol). 13.1.17 Descrição da natureza e do modo de falha exibido para cada chumbador ensaiado, incluindo, onde apropriado, valores individuais (NT ou NS ou ambos), e valores médios de vida de fadiga (NTm ou NSm ou ambos), em número de ciclos de carga de fadiga até ruptura ou o número de ciclos de carga de fadiga até “run-out”. 13.1.18 Fotografias, croquis ou descrições por escrito, ou combinação destas, dos modos de falha observados. 13.1.19 Conclusões e eventuais comentários. 13.1.20 Listagem dos participantes do ensaio e assinaturas das pessoas responsáveis. 14 Resumo 14.1 Neste método de ensaio são abrangidos: a) chumbadores de expansão; b) chumbadores de adesão química; c) chumbadores de pós-concretagem (incluindo chumbadores de segurança); d) chumbadores de pré-concretagem. 14.2 Instalações feitas em: a) elementos de concreto; b) elementos de alvenaria.

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14.3 Em ensaios de: a) resistência à tração; b) resistência ao cisalhamento. 14.4 Em situações de aplicação de cargas: a) estáticas; b) dinâmicas: - sísmica; - fadiga; - choque. ________________

/ANEXO A

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Anexo A (normativo) Figuras

Figura A.1 - Disposição típica para ensaio estático de tração

Figura A.2 - Disposição típica para ensaio sísmico de tração

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Figura A.3 - Disposição típica para ensaio de cisalhamento, método direto de carregamento

Figura A.4 - Disposição típica para ensaio sísmico de cisalhamento

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Figura A.5 - Disposição típica para ensaio de tração em um sistema de ancoragem com mais de um chumbador

Figura A.6 - Gráfico Carga x Deslocamento

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