Escopo e Aplicação

O Eurocódigo 9 (EN 1999), na sua segunda geração emitida em 2022, estabelece regras para o projeto estrutural de elementos e estruturas de alumínio em edifícios, obras de engenharia civil e outras aplicações, abrangendo novas construções, alterações e mudanças de uso.[1] Estabelece requisitos de resistência, operacionalidade, durabilidade e resistência ao fogo, de acordo com os princípios da EN 1990.[4] A norma trata principalmente de ligas de alumínio forjado, com disposições limitadas para ligas de alumínio fundido, e se aplica a sistemas estruturais como estruturas, treliças, placas e cascas. A edição de 2022 expande a cobertura para incluir novas tipologias estruturais, como pontes (via Anexo S da EN 1999-1-1), coberturas e vigas mistas de alumínio-concreto, ao mesmo tempo que se alinha com regras especializadas quando aplicável.[1]

O âmbito de aplicação exclui certos tipos de peças fundidas não abrangidas pelas disposições relativas aos materiais e elementos não estruturais, como componentes de isolamento térmico ou acústico.[4] Os aspectos geotécnicos não são abordados e devem ser tratados de acordo com o Eurocódigo 7, enquanto os requisitos de projecto sísmico referem-se ao Eurocódigo 8.[4] As chapas e perfis formados a frio são abordados em partes específicas, como a EN 1999-1-4 ampliada, que agora inclui regras para sistemas sobrepostos e comportamento do diafragma.[1]

A aplicação do Eurocódigo 9 integra-se com outros Eurocódigos para projetos abrangentes, incluindo EN 1991 para ações e série EN 1090 para execução e conformidade de estruturas de alumínio.[4] As espessuras mínimas recomendadas para componentes (≥ 0,6 mm), elementos soldados (≥ 1,5 mm) e conexões (por exemplo, parafusos de aço ≥ 5 mm de diâmetro, parafusos de alumínio ≥ 8 mm de diâmetro) permanecem consistentes com as edições anteriores, a menos que sejam substituídas por anexos nacionais.[5]

Desenvolvimento Histórico

O desenvolvimento do Eurocódigo 9 (EN 1999) teve origem no quadro mais amplo dos Eurocódigos Estruturais, iniciado no âmbito da Directiva de Produtos de Construção da União Europeia (89/106/CEE) de 1989, que visava harmonizar as especificações técnicas para produtos de construção entre os estados membros para facilitar o livre comércio.[6] Como parte da segunda geração de Eurocódigos, o trabalho no Eurocódigo 9 começou especificamente no início da década de 1990 através da criação do CEN/TC 250/SC 9, o subcomité dedicado ao projeto de estruturas de alumínio, sob a coordenação do Comité Europeu de Normalização (CEN).[7] A primeira pré-norma (ENV 1999-1-1) foi elaborada e publicada em 1998, após extensas consultas e calibrações pelos estados membros para enfrentar os desafios únicos do alumínio, tais como a sua utilização em estruturas de espessura fina e de casca.[8]

O Eurocódigo 9 atraiu influências significativas das normas nacionais existentes para garantir a aplicabilidade prática durante a harmonização, incluindo a BS 8118 (1985) do Reino Unido para utilização estrutural de alumínio, que informou disposições sobre classificação de secções transversais, encurvadura local e cálculos de resistência de membros.[8] Da mesma forma, a norma DIN 4119 da Alemanha forneceu elementos fundamentais para a estabilidade e regras de projeto conjunto, refletindo as práticas europeias estabelecidas na engenharia do alumínio.[7] Estes códigos nacionais, juntamente com as Recomendações Europeias ECCS de 1978 para Estruturas de Liga de Alumínio, serviram como referências-chave para os esforços do CEN/TC 250/SC 9 para criar um padrão unificado que equilibrasse a inovação com métodos comprovados.[7]

Os principais marcos incluem a publicação formal da EN 1999 em 2007 como uma Norma Europeia completa, após a conversão do estatuto ENV, que concluiu a primeira geração de Eurocódigos.[6] As retificações foram emitidas em 2009 para corrigir pequenos erros e incorporar feedback, enquanto as alterações garantiram o alinhamento com o Eurocódigo 0 (EN 1990) para uma base consistente de princípios de design em todo o conjunto de Eurocódigos.[8] Em 2010, o Eurocódigo 9 tornou-se obrigatório para obras públicas nos estados membros da UE, marcando o fim do período de coexistência com as normas nacionais e promovendo a sua integração com outros Eurocódigos para projetos estruturais abrangentes.[6]

Após a primeira geração, a segunda geração do Eurocódigo 9 foi desenvolvida como parte da atualização mais ampla do conjunto de Eurocódigos, com a redação começando na década de 2010 sob CEN/TC 250/SC 9. A versão final foi aprovada em dezembro de 2022, emitindo a EN 1999 atualizada com melhorias para clareza, simplificação e aplicabilidade expandida, incluindo novos anexos e parâmetros reduzidos determinados nacionalmente. A partir de 2023, continua a ser o padrão atual, com coordenação contínua pelo subcomitê.[1]

Partes Principais e Subseções

O Eurocódigo 9, designado EN 1999, está organizado em cinco partes que abordam aspectos específicos do projeto de estruturas de alumínio, fornecendo uma estrutura modular para os engenheiros navegarem pelas regras aplicáveis ​​a vários cenários estruturais. A segunda geração, publicada em dezembro de 2022, mantém esta estrutura da primeira edição (2007, revisada em 2009), ao mesmo tempo que incorpora atualizações para maior clareza, métodos simplificados e parâmetros determinados nacionalmente reduzidos (de 89 para 49).[1][4]

A parte principal, EN 1999-1-1, serve como corpo principal intitulado "Regras estruturais gerais", abrangendo os princípios fundamentais para o projeto de estruturas de alumínio. Abrange tópicos essenciais, incluindo a base de projeto, materiais, análise estrutural, estados limites últimos (ULS) e estados limites de utilização (SLS), oferecendo regras abrangentes para ligas de alumínio forjado e fundido em edifícios e obras de engenharia civil. A edição de 2022 adiciona disposições para novas ligas (por exemplo, EN-AW 5383), tipologias estruturais (por exemplo, pontes, vigas mistas de alumínio-concreto por meio de anexos S, T, U) e métodos de conexão (por exemplo, soldagem por fricção e mistura, canais de parafuso).[1]

A EN 1999-1-1 está estruturada em seções principais numeradas de 1 a 9, cada uma delas focada em estágios progressivos do processo de design para garantir a aplicação sistemática, com atualizações para praticidade na versão 2022. A Seção 1 aborda disposições gerais, incluindo escopo, referências normativas, termos, definições, símbolos e convenções para eixos membros. A Seção 2 descreve a base do projeto, detalhando requisitos, princípios de estado limite, variáveis ​​básicas e métodos de verificação usando fatores parciais. A Seção 3 especifica os materiais, abrangendo ligas estruturais de alumínio, suas propriedades e dispositivos de conexão como parafusos e soldas, incluindo agora um novo material classe B para flambagem. A seção 4 trata da durabilidade, enfatizando a prevenção da corrosão e medidas de proteção. A seção 5 cobre a análise estrutural, incluindo modelagem, métodos de análise global e imperfeições. A Seção 6 concentra-se no ELU para seções transversais, abordando resistência à tração, compressão, flexão e cisalhamento, com fatores de redução de encurvadura aprimorados. A Seção 7 estende as regras ULS a elementos estruturais e conexões, como membros em compressão ou flexão e juntas aparafusadas/soldadas, com novas regras para carregamento fora do plano e conexões especiais. A Seção 8 aborda o SLS, incluindo limites de deflexão e controle de vibração. Essas seções são apoiadas por anexos que fornecem orientação informativa, ampliados em 2022 para incluir análises plásticas, testes e aplicações especializadas, como telhados espaciais treliçados (Anexo S).[1][9]

Complementando as regras gerais, a EN 1999-1-2 fornece disposições especializadas para "Projeto estrutural contra incêndio", com foco em ações contra incêndio, requisitos de desempenho e métodos para verificar a resistência ao fogo de estruturas de alumínio, incluindo modelos mecânicos para capacidade de suporte de carga sob temperaturas elevadas. A edição de 2022 reorganiza o conteúdo para coerência com outros Eurocódigos (por exemplo, EN 1991), com pequenas atualizações de figuras e símbolos, mas sem grandes alterações de conteúdo.[1]

A EN 1999-1-3 é dedicada a "Estruturas suscetíveis à fadiga", oferecendo regras para avaliação da resistência à fadiga, incluindo projeto tolerante a danos, cálculos de faixa de tensão e verificação de carregamento cíclico em componentes de alumínio. As atualizações em 2022 incluem categorias de detalhes aprimoradas para juntas (por exemplo, soldadas em ângulo, aparafusadas) e novas disposições para soldas por fricção, com números melhorados e alinhamento com EN 1999-1-1.[1][4]

Para aplicações específicas, a EN 1999-1-4 fornece "Regras complementares para chapas estruturais formadas a frio", abordando o projeto de chapas perfiladas e painéis sanduíche, com disposições para flambagem local, ações compostas e conexões em sistemas de cobertura e revestimento. A versão 2022 expande o escopo para perfis gerais formados a frio, adiciona regras para sistemas sobrepostos e comportamento do diafragma nas extremidades dos edifícios, com esclarecimentos e pequenos acréscimos.[1][4]

Finalmente, a EN 1999-1-5 abrange "Estruturas de casca", fornecendo regras de projeto para cascas de alumínio cilíndricas, cônicas e esféricas, incluindo verificações de estabilidade sob compressão axial, pressão interna e cargas externas, com orientação sobre imperfeições geométricas e resistência à flambagem. As principais atualizações de 2022 incluem novos fatores de redução de imperfeições (Anexo A), curvas de encurvadura melhoradas ajustadas a dados de referência (incorporando classe de material B) e maior consistência com EN 1993-1-6.[1]

Esta organização baseada em partes facilita o uso direcionado, com a EN 1999-1-1 como a referência principal vinculada à EN 1990 para a base geral do projeto estrutural.[4]

Eurocódigos e padrões relacionados

O Eurocódigo 9 (EN 1999) integra-se estreitamente com outros Eurocódigos para garantir uma estrutura unificada para o projeto estrutural, baseando-se particularmente na EN 1990 para a base do projeto estrutural, que fornece princípios para estados limites, fatores parciais, combinações de carga e diferenciação de confiabilidade entre classes de consequências (CC1 a CC3). A EN 1991 define ações e influências ambientais, como cargas permanentes, vivas, de vento e acidentais, que são aplicadas às estruturas de alumínio para determinar situações de projeto e verificar a resistência nos estados limites últimos e de utilização. Para estruturas compostas ou híbridas envolvendo alumínio com outros materiais, o Eurocódigo 9 faz referência à EN 1992 até à EN 1998, adaptando regras para interações como ligações em sistemas aço-alumínio ou betão-alumínio para manter a estabilidade e compatibilidade globais.[4]

As especificações de materiais no Eurocódigo 9 dependem de normas europeias harmonizadas para ligas e produtos de alumínio, com a série EN 573 estabelecendo a composição química e as formas dos produtos forjados, servindo como base para designações de ligas (por exemplo, série EN AW) e garantindo a rastreabilidade em aplicações estruturais. Para produtos forjados, a EN 754 cobre condições técnicas de entrega, propriedades mecânicas e tolerâncias para hastes, barras e tubos trefilados a frio, enquanto a EN 755 aborda requisitos semelhantes para perfis extrudados, integrando-os na classificação de seções transversais e cálculos de resistência. As ligas de alumínio fundido são regidas pela EN 1706, que especifica a composição química e as propriedades mecânicas para peças fundidas em areia e moldes permanentes, com regras adicionais no Anexo C do Eurocódigo 9 para verificação de projeto.

Os procedimentos de teste estão alinhados com as normas internacionais e europeias, onde a série EN 1090 descreve os requisitos para a execução de estruturas de alumínio, incluindo tolerâncias de fabricação, níveis de qualidade de soldagem (por exemplo, para processos MIG/TIG) e classes de execução (EXC1 a EXC4) vinculadas às categorias de consequências e serviços da EN 1990. Os testes de tração para determinar as propriedades mecânicas seguem a ISO 6892, conforme incorporado em padrões de materiais como EN 573 e EN 1706, garantindo medição consistente de resistência ao escoamento, resistência máxima e alongamento para valores de projeto.

Nos termos do Regulamento de Produtos de Construção (CPR, Regulamento (UE) n.º 305/2011), o Eurocódigo 9 faz referência a normas de produtos para especificações técnicas harmonizadas, permitindo a marcação CE para componentes de alumínio, abordando requisitos essenciais como resistência mecânica, estabilidade e durabilidade através da avaliação de conformidade através da EN 1090. Esta harmonização garante que as estruturas de alumínio cumprem as declarações de desempenho para utilização em obras de construção em todo o Espaço Económico Europeu.

Estados Limites e Filosofias de Design

O Eurocódigo 9 adota uma filosofia de projeto de estado limite semiprobabilística, conforme descrito na EN 1990, que garante a confiabilidade das estruturas de alumínio por meio da verificação em relação aos estados limites últimos (ULS) para estados limites de segurança e de utilização (SLS) para funcionalidade, ao mesmo tempo em que aborda a durabilidade sob condições previsíveis.[10][11] Esta abordagem utiliza fatores parciais aplicados a valores característicos de ações, materiais e geometria para levar em conta incertezas, calibrados para atingir índices de confiabilidade alvo que equilibram segurança e eficiência econômica.[11] As situações de projeto são classificadas como persistentes, transitórias, acidentais ou sísmicas, abrangendo todas as fases relevantes desde a execução até o uso.[10] Estes princípios permanecem consistentes na segunda geração do Eurocódigo 9 (EN 1999-1-1:2023).[1]

Os estados limites últimos no Eurocódigo 9 concentram-se na prevenção do colapso ou falha estrutural, verificando condições como perda de equilíbrio (EQU), falha interna ou deformação excessiva (STR), falha geotécnica (GEO), fadiga (FAT) e elevação (UPL).[11] Estes estados garantem a segurança das pessoas e da estrutura, verificando a resistência contra os efeitos das ações em situações de projeto relevantes, excluindo verificações de fadiga, a menos que especificado.[10]

Os estados limites de utilização abordam condições normais de uso, evitando deformações, vibrações ou danos excessivos que possam prejudicar a função, o conforto ou a aparência sem causar colapso.[11] Os SLS são divididos em reversíveis (efeitos temporários que se recuperam após a remoção da ação, como vibrações) e irreversíveis (deformações permanentes que afetam a durabilidade ou os acabamentos).[11] Os critérios de verificação incluem limites de deflexões e respostas dinâmicas, adaptados à finalidade da estrutura.[10]

O princípio fundamental de verificação tanto no ELU como no ELS é que a resistência de cálculo deve exceder o efeito de cálculo das ações, expresso como:

onde RdR_dRd​ é o valor de cálculo da resistência e EdE_dEd​ é o valor de cálculo do efeito da ação, derivado usando fatores parciais da EN 1990.[11][10] Para SLS, isso pode envolver critérios limitantes Cd≥EdC_d \geq E_dCd​≥Ed​, sem fatores parciais nas ações na maioria dos casos.[11]

Fatores Parciais e Combinações

No Eurocódigo 9, os coeficientes parciais das ações e suas combinações derivam dos princípios delineados na EN 1990 para garantir a segurança estrutural, com aplicações específicas a estruturas de alumínio. Os fatores parciais para ações permanentes GkG_kGk​ são fixados em γG=1,35\gamma_G = 1,35γG​=1,35 para efeitos desfavoráveis e γG=1,0\gamma_G = 1,0γG​=1,0 para efeitos favoráveis, enquanto ações variáveis QkQ_kQk​ usam γQ=1,5\gamma_Q = 1,5γQ​=1,5 para a ação variável principal. Esses valores levam em conta as incertezas nas magnitudes de ação e são aplicados no projeto de membros de alumínio para atingir os níveis de confiabilidade exigidos.[11]

Os fatores de combinação ψ\psiψ reduzem os efeitos das ações acompanhantes nas combinações de cargas, com valores recomendados dependendo da categoria de ação; por exemplo, em edifícios de escritórios, ψ0=0,7\psi_0 = 0,7ψ0​=0,7, ψ1=0,5\psi_1 = 0,5ψ1​=0,5 e ψ2=0,3\psi_2 = 0,3ψ2​=0,3 para cargas impostas. A combinação fundamental para estados limites últimos (ELU) em situações de dimensionamento persistentes e transitórias é dada por:

onde EdE_dEd​ é o efeito de dimensionamento, PPP representa ações de protensão e a soma se aplica a múltiplas ações. Para situações de projeto acidental, a combinação é simplificada para Ed=Gk,j+P+Ad+ψ1,iQk,1+∑ψ2,iQk,iE_d = G_{k,j} + P + A_d + \psi_{1,i} Q_{k,1} + \sum \psi_{2,i} Q_{k,i}Ed​=Gk,j​+P+Ad​+ψ1,i​Qk,1​+∑ψ2,i​Qk,i​, incorporando ações acidentais AdA_dAd​. Estas regras garantem uma segurança equilibrada sem um projeto excessivo para a ductilidade do alumínio.[11]

Os fatores parciais materiais no Eurocódigo 9 abordam especificamente as incertezas nas propriedades e fabricação do alumínio. Para resistência da seção transversal (por exemplo, escoamento, ruptura), γM1=1,0\gamma_{M1} = 1,0γM1​=1,0 é recomendado, refletindo o comportamento consistente do material de alumínio sob cargas estáticas. Para a resistência à encurvadura de barras e elementos chapeados, γM2=1,25\gamma_{M2} = 1,25γM2​=1,25 aplica-se para ter em conta incertezas mais elevadas em fenómenos de estabilidade. As resistências de projeto são então Rd=Rk/γMR_d = R_k / \gamma_{M}Rd​=Rk​/γM​, onde RkR_kRk​ é a resistência característica. Os anexos nacionais podem ajustar estes valores, mas o conjunto recomendado promove a uniformidade entre os desenhos europeus. Esses fatores parciais permanecem inalterados na segunda geração.[10][12]

Os ajustes específicos do alumínio em fatores parciais consideram influências ambientais como temperatura e corrosão. Para temperaturas de serviço superiores a 80°C, mas até 100°C, fatores de redução de resistência são aplicados aos valores característicos antes do fatoramento parcial, usando XkT=Xk[1−k100(T−80)/20]X_{kT} = X_k [1 - k_{100}(T - 80)/20]XkT​=Xk​[1−k100​(T−80)/20], onde k100k_{100}k100​ depende do material (por exemplo, 0,1 para ligas de endurecimento por deformação, como as séries 3xxx e 5xxx, e 0,2 para ligas de endurecimento por precipitação, como a série 6xxx), para mitigar o amolecimento térmico sem alterar γM\gamma_MγM​. Os efeitos da corrosão são tratados através da seleção de materiais e provisões de durabilidade, em vez de fatores parciais modificados, garantindo integridade a longo prazo em ambientes agressivos. Estes ajustes integram-se com a filosofia de estado limite da EN 1990 para um design coeso.[10]

Ligas de alumínio e formas de produtos

O Eurocódigo 9 aborda principalmente o projeto de estruturas que utilizam ligas de alumínio forjado, com disposições limitadas para ligas fundidas, especificando aquelas adequadas para aplicações de suporte de carga com base no seu desempenho mecânico, soldabilidade e resistência à corrosão sob condições atmosféricas normais. A edição de segunda geração (2022) da EN 1999-1-1 introduz atualizações, incluindo uma nova liga EN-AW 5383 e um material de flambagem classe B (intermediário entre as classes A e C), resultando em três classes de flambagem no total.[9] O padrão permite ligas das séries 3xxx (liga de manganês), 5xxx (liga de magnésio), 6xxx (liga de magnésio-silício) e selecionadas 7xxx (liga de zinco), excluindo a série 1xxx de alumínio quase puro devido à resistência insuficiente para uso estrutural. Os graus estruturais comuns incluem 3103 (3xxx), 5083, 5383 e 5754 (5xxx), 6060, 6063 e 6082 (6xxx) e 7020 (7xxx), selecionados por seu equilíbrio de classificações de resistência, ductilidade e durabilidade (A para excelente resistência à corrosão em ambientes marinhos ou industriais, B para bom em condições moderadas e C para razoável em ambientes protegidos).

As ligas de alumínio no Eurocódigo 9 são categorizadas como tratáveis ​​termicamente ou não tratáveis ​​termicamente (endurecidas). As ligas tratáveis ​​termicamente, principalmente das séries 6xxx e 7xxx em têmperas como T4, T6 ou T66, alcançam resistência por meio do endurecimento por precipitação via tratamento térmico e envelhecimento artificial, tornando-as adequadas para aplicações de alta resistência como extrusões, embora exibam amolecimento significativo na zona afetada pelo calor (HAZ) após a soldagem. As ligas não tratáveis ​​termicamente das séries 3xxx e 5xxx, em têmperas como H14, H24, H111 ou H112, ganham resistência por meio de trabalho a frio ou endurecimento por deformação, oferecendo soldabilidade superior, resistência à corrosão e ductilidade para formas como folhas e placas, com redução mínima de HAZ. Os critérios de seleção enfatizam a adequação para soldagem (por exemplo, usando enchimentos das Tabelas 3.5 e 3.6 para combinar com o metal base e evitar rachaduras), resistência à corrosão (sem proteção adicional necessária para ligas listadas em condições normais) e resistência adequada, excluindo ligas 7xxx de alta resistência, como 7075, propensas a trincas por corrosão sob tensão.

As formas de produtos permitidas incluem produtos forjados, como folhas, tiras, placas (até 150 mm de espessura de acordo com EN 485), extrusões (perfis, tubos, hastes e barras de acordo com EN 755), tubos trefilados (de acordo com EN 754) e forjados (até 150 mm de espessura de acordo com EN 586), juntamente com peças fundidas limitadas (areia, frio ou molde permanente de acordo com EN 1706, excluindo fundições sob pressão). Os requisitos mínimos de espessura garantem a integridade estrutural: 0,6 mm para componentes gerais, 1,5 mm para elementos soldados e valores específicos para conexões (por exemplo, 5 mm para parafusos de aço, 8 mm para parafusos de alumínio). Ligas e formas não listadas nas tabelas da norma (por exemplo, 3.1a/b para ligas forjadas e 3.3 para peças fundidas) são excluídas do uso estrutural de suporte de carga, reservando-as para elementos não estruturais, como revestimentos ou fixadores.[9]

Propriedades Mecânicas e Físicas

As propriedades mecânicas das ligas de alumínio utilizadas no projeto estrutural de acordo com o Eurocódigo 9 são definidas pelos valores característicos de resistência de prova fof_ofo​ (0,2% de tensão de prova), resistência à tração fuf_ufu​ e alongamento após fratura AAA, conforme especificado na EN 1999-1-1 Cláusula 3.2.2 e Tabelas 3.2a – c (edição de 2022). Esses valores variam de acordo com a têmpera da liga, forma do produto (por exemplo, chapa, extrusão, forjamento) e espessura, com reduções aplicadas para seções mais espessas para compensar variações de fabricação. Por exemplo, a liga extrusada EN AW-6063 na têmpera T6 possui fo=160f_o = 160fo​=160 N/mm² e fu=195f_u = 195fu​=195 N/mm² para espessuras de até 25 mm, enquanto EN AW-6082 T6 atinge fo=260f_o = 260fo​=260 N/mm² e fu=310f_u = 310fu​=310 N/mm² para espessuras de até 15 mm. A edição 2022 inclui curvas de flambagem atualizadas com novos valores para α e λ₀ e fator de redução χ aprimorado, distinguindo entre soldas longitudinais e transversais. O alongamento AAA normalmente varia de 8% a 22% para ligas forjadas, garantindo ductilidade para aplicações estruturais, com valores mínimos garantidos por padrões de produtos como EN 755.[9]

Fatores de redução são aplicados a essas propriedades mecânicas para efeitos como soldagem, que causa amolecimento na zona afetada pelo calor (ZTA). Na cláusula 6.1.6 da EN 1999-1-1, a resistência de prova reduzida na ZAC é fo,haz=ρo,hazfof_{o,haz} = \rho_{o,haz} f_ofo,haz​=ρo,haz​fo​, onde o fator de redução ρo,haz\rho_{o,haz}ρo,haz​ (frequentemente denotado como βw\beta_wβw​) é ≤ 0,8 para ligas tratáveis termicamente como a série 6xxx, dependendo do tratamento térmico pós-soldagem e do tipo de liga; para ligas não tratáveis ​​termicamente, ρo,haz=1,0\rho_{o,haz} = 1,0ρo,haz​=1,0. As reduções dependentes da espessura estão incorporadas nos valores tabulados, com resistências mais baixas para espessuras maiores (por exemplo, fof_ofo​ cai de 110 N/mm² para 90 N/mm² para EN AW-6060 T6 além de 25 mm). Essas propriedades são influenciadas pela seleção da liga, como a série 6xxx para extrusões gerais ou 5xxx para aplicações marítimas soldáveis, agora incluindo EN-AW 5383.[9]

As propriedades físicas das ligas estruturais de alumínio são padronizadas como valores nominais na EN 1999-1-1 Cláusula 3.2.5 para uso em análise e projeto. O módulo de elasticidade é E=70 000E = 70,000E=70000 N/mm², o módulo de cisalhamento é G=26 000G = 26,000G=26000 N/mm² (derivado de G=E/[2(1+ν)]G = E / [2(1 + \nu)]G=E/[2(1+ν)]), e o índice de Poisson é ν=0,3\nu = 0,3ν=0,3. A densidade é ρ=2 700\rho = 2,700ρ=2700 kg/m³, e o coeficiente de expansão térmica linear é α=23×10−6\alpha = 23 \times 10^{-6}α=23×10−6 K⁻¹ na faixa de -20°C a +100°C. Estas constantes aplicam-se uniformemente às ligas forjadas, a menos que sejam modificadas pelos Anexos Nacionais.[9]

O comportamento tensão-deformação das ligas de alumínio carece de um patamar de escoamento claro, ao contrário do aço, e é modelado como bilinear com endurecimento por deformação e arredondamento próximo à tensão de prova, de acordo com o Anexo E da EN 1999-1-1. O projeto depende da tensão de prova de 0,2% fof_ofo​ para o limite elástico, com uma relação Ramberg-Osgood contínua para análise plástica: ϵ=σE+0,002(σfo)np\epsilon = \frac{\sigma}{E} + 0,002 \left( \frac{\sigma}{f_o} \right)^{n_p}ϵ=Eσ​+0,002(fo​σ​)np​, onde npn_pnp​ (expoente de Ramberg-Osgood) varia de 5 a 48 dependendo da liga e da têmpera (por exemplo, np=7n_p = 7np​=7 para EN AW-6063 T6). Aproximações lineares por partes são permitidas para cálculos simplificados, fazendo a transição do módulo elástico EEE para um módulo tangente em fof_ofo​.[9]

Classificação e Representação de Ações

No Eurocódigo 9 de segunda geração (EN 1999-1-1:2023), as ações em estruturas de alumínio são classificadas de acordo com a EN 1990 e a EN 1991 atualizada para garantir a integridade estrutural sob diversas condições de carregamento, com especial atenção às propriedades do material, como alta condutividade térmica e suscetibilidade à degradação ambiental.[1] A classificação distingue entre ações permanentes, variáveis ​​e acidentais, cada uma representada por valores característicos que explicam a sua natureza e variabilidade.

As ações permanentes (G) incluem peso próprio, equipamentos fixos e forças de protensão durante a montagem, tratadas como constantes ao longo do tempo e representadas pelos seus valores nominais ou característicos (G_k). As ações variáveis ​​(Q) abrangem cargas impostas por ocupação, vento, neve e outros efeitos transitórios, com valores característicos (Q_k) derivados da EN 1991, considerando fatores como variabilidade espacial para distribuições de vento e neve entre estruturas. As ações acidentais (A) abrangem eventos como incêndio, impacto ou explosões, também especificados na EN 1991 com valores característicos adaptados à gravidade do evento.

As influências ambientais são essenciais para a representação da ação, especialmente para a durabilidade do alumínio. A corrosão é abordada através de classes de exposição e classificações de durabilidade da liga (A, B ou C) nas Tabelas 3.1a e 3.1b, exigindo projetos que permitam inspeção e manutenção para evitar perda de capacidade sob condições atmosféricas normais, com orientação no Anexo D para medidas de proteção. As ações indutoras de fadiga, como as do tráfego ou do vento, são classificadas como ações variáveis ​​e avaliadas de acordo com a EN 1999-1-3 para estruturas sujeitas a carregamentos cíclicos.

As estruturas de alumínio apresentam sensibilidades específicas às ações térmicas, que são tratadas como influências ambientais pela EN 1991-1-5, com variações uniformes de temperatura (ΔT_u) que podem atingir até ±50°C em condições climáticas extremas, e componentes diferenciais (por exemplo, gradientes lineares ΔT_M) normalmente na faixa de 10–20°C dependendo do tipo de estrutura e localização.[13] Esses diferenciais induzem deformações e tensões, particularmente em elementos soldados onde zonas afetadas pelo calor podem amplificar os efeitos, necessitando de inclusão na análise global de deformações e estabilidade.

Situações de projeto e combinações de carga

No Eurocódigo 9, as situações de projeto são categorizadas de acordo com os princípios delineados na EN 1990, abrangendo situações persistentes e transitórias para utilização estrutural normal, bem como situações acidentais e sísmicas para eventos excecionais. Situações persistentes representam condições de longo prazo durante a vida útil projetada da estrutura, incluindo exposição a ações atmosféricas e cargas variáveis ​​das operações diárias. Situações transitórias abrangem cenários de curto prazo, como aqueles durante fases de construção, manutenção ou carregamento temporário. As situações acidentais abordam ocorrências raras como incêndios ou impactos, com regras específicas para estruturas de alumínio sob temperaturas elevadas previstas na EN 1999-1-2. As situações sísmicas, quando aplicável, são tratadas com referência à EN 1998, integrando as ações sísmicas no quadro geral de projeto para componentes de alumínio.

As combinações de carga para estruturas de alumínio seguem a abordagem sistemática do Anexo A da EN 1990, garantindo que os efeitos das ações combinadas não excedem a capacidade da estrutura. Para o estado limite último (ULS) em situações persistentes e transitórias, a combinação fundamental normalmente envolve ações permanentes GkG_kGk​ e a ação variável principal QkQ_kQk​, como 1,35Gk+1,5Qk1,35G_k + 1,5Q_k1,35Gk​+1,5Qk​, com ações variáveis acompanhantes reduzidas por fatores ψ0\psi_0ψ0​, ψ1\psi_1ψ1​, ou ψ2\psi_2ψ2​. Em situações acidentais, as combinações incluem o valor de projeto da ação acidental AdA_dAd​ juntamente com ações permanentes e ações variáveis ​​reduzidas, por exemplo, Gk+Ad+ψ1iQk,iG_k + A_d + \psi_{1i}Q_{k,i}Gk​+Ad​+ψ1i​Qk,i​. Para situações sísmicas, as combinações estão alinhadas com os requisitos da EN 1998, tratando as ações sísmicas como cargas variáveis ​​primárias na verificação ULS. Os estados limites de serviço (SLS) usam combinações características, frequentes ou quase permanentes, como Gk+QkG_k + Q_kGk​+Qk​ para eventos raros ou Gk+ψ2QkG_k + \psi_2 Q_kGk​+ψ2​Qk​ para combinações frequentes, para verificar deformações e outros critérios de serviço.

As considerações específicas do alumínio nas combinações de carga levam em conta a sensibilidade do material aos efeitos térmicos e às cargas cíclicas. As deformações térmicas são incorporadas como εth=αΔT\varepsilon_{th} = \alpha \Delta Tεth​=αΔT, onde o coeficiente de expansão linear α=23×10−6/∘C\alpha = 23 \times 10^{-6} /^\circ\mathrm{C}α=23×10−6/∘C se aplica a mudanças de temperatura ΔT\Delta TΔT de influências ambientais ou exposição ao fogo. Essas deformações são combinadas com ações mecânicas tanto no ULS quanto no SLS para capturar expansões diferenciais em conexões ou montagens. Para a fadiga, que se enquadra no ULS, as combinações de carga derivam de espectros de ação variáveis, conforme detalhado na EN 1999-1-3, com foco em espectros de faixa de tensão em vez de equivalentes estáticos.

A verificação nestas situações de cálculo requer a comparação do efeito de cálculo EdE_dEd​, obtido a partir da combinação de carga dominante através da análise estrutural, com a resistência de cálculo correspondente RdR_dRd​. Isso garante Ed≤RdE_d \leq R_dEd​≤Rd​ para todas as situações relevantes, com métodos de análise (por exemplo, análise global elástica ou plástica) selecionados com base na ductilidade da liga e nas demandas da situação. As classificações de acção, tais como permanente ou variável da EN 1991, informam os factores de combinação, mas são aplicadas sem alterar a filosofia de verificação central.

Métodos de Análise

A segunda geração do Eurocódigo 9 (EN 1999-1-1, 2022) especifica métodos de análise para determinar forças internas, momentos e deformações em estruturas de alumínio, principalmente através de técnicas de análise global que levam em conta as propriedades únicas do material, como seu módulo de elasticidade inferior em comparação ao aço (E = 70 GPa) e ductilidade limitada em certas ligas. Inclui novas disposições para ligas como EN-AW 5383 e tipologias estruturais como pontes (Anexo S) e vigas mistas de alumínio-concreto (Anexo U).[1] A norma enfatiza a análise global elástica como a abordagem padrão, adequada para todas as estruturas, ao mesmo tempo que permite a análise global plástica sob condições restritas para alavancar capacidades de carga mais altas onde a ductilidade permitir. Esses métodos são descritos na seção 5.4 da EN 1999-1-1, integrando-se com princípios mais amplos de modelagem estrutural para garantir o equilíbrio com as ações de projeto da EN 1991.[9]

A análise global elástica linear de primeira ordem forma a base para a maioria dos projetos, assumindo um comportamento tensão-deformação linear até o ponto de escoamento, independentemente do nível de tensão real alcançado.[9] Este método calcula forças e momentos internos usando a geometria não deformada e é aplicável mesmo quando as resistências da seção transversal são avaliadas plasticamente ou limitadas por encurvadura local. Para pórticos sensíveis à oscilação, a análise de segunda ordem deve ser empregada para capturar os efeitos P-Δ quando o fator de carga crítica elástica α_cr = F_cr / F_Ed for menor que 10, onde F_cr é a carga de flambagem crítica elástica e F_Ed a carga de projeto; isso amplifica os momentos por um fator de 1 / (1 - 1/α_cr) para levar em conta os aumentos nas forças induzidos pela deformação. Nas estruturas de alumínio, a menor rigidez aumenta a importância destes efeitos de segunda ordem, exigindo potencialmente procedimentos iterativos ou métodos de elementos finitos (referenciados na EN 1993-1-5) para geometrias complexas.[9]

A análise global plástica é permitida apenas para estruturas com capacidade de rotação suficiente em locais de dobradiças plásticas, limitadas a seções transversais de classe 1 em ligas dúcteis (por exemplo, aquelas com expoente Ramberg-Osgood n_p ≥ 5, como certas séries 5xxx). As seções transversais devem ser duplamente simétricas ou simples com o plano de simetria alinhado à rotação da dobradiça, e as dobradiças plásticas nas juntas requerem resistência adequada para manter a dobradiça dentro do membro ou sustentar a resistência plástica durante a rotação. As restrições específicas do alumínio incluem a proibição deste método para vigas com soldaduras transversais no lado de tensão em locais de articulação devido ao amolecimento da zona afetada pelo calor e a garantia da estabilidade do membro de acordo com a secção 6.3; detalhes da capacidade de rotação são fornecidos no Anexo G, com recomendações específicas da viga no Anexo H. Para juntas soldadas, a redistribuição do momento é limitada a não mais que 10% para evitar deformações inelásticas excessivas.[9][14]

Métodos simplificados, como abordagens de comprimento efetivo para flambagem ou fatores de amplificação aproximados (por exemplo, momentos aumentados em 1 + α_c N_Ed / N_cr, com α_c = 1 para análise elástica), são permitidos, desde que os erros de precisão permaneçam abaixo de 5% em comparação com análises avançadas, como modelagem de elementos finitos. As atualizações de 2022 incluem cálculos simplificados para maior praticidade. As tensões térmicas, decorrentes do elevado coeficiente de expansão linear do alumínio (α ≈ 23 × 10^{-6} /°C), devem ser incorporadas na análise onde as variações de temperatura induzem deformações significativas, normalmente através de ações ambientais em situações de projeto. Imperfeições podem ser introduzidas na modelagem para simular desvios do mundo real, mas os valores detalhados são tratados separadamente.[1]

Modelagem e Imperfeições

Na edição de 2022 do Eurocódigo 9 (EN 1999-1-1), a modelagem estrutural para estruturas de alumínio normalmente emprega elementos de viga para representar membros lineares na análise global, assumindo comportamento elástico linear, a menos que a análise plástica seja justificada pela curva tensão-deformação do material (por exemplo, usando o modelo Ramberg-Osgood com parâmetros da Tabela 3.2, atualizado para incluir novas ligas como EN-AW 5383). Para componentes do tipo placa, elementos de casca são usados ​​para capturar efeitos locais, enquanto o método da largura efetiva aborda a encurvadura local reduzindo a área da seção transversal ou o módulo da seção em zonas de compressão, com fatores de redução ρ derivados dos limites de esbeltez na cláusula 6.1.4. As juntas são modeladas como simples, nominalmente fixadas, rígidas ou semicontínuas com base na classe de execução e nos detalhes da conexão, incorporando rigidez reduzida devido às zonas afetadas pelo calor (ZTA) no alumínio soldado; novas regras para a extensão da ZTA estão no Anexo Q.[1][9]

As imperfeições geométricas são contabilizadas através de desvios iniciais equivalentes para simular desvios reais e tensões residuais, garantindo uma análise conservadora sem cálculos de tensão separados. Para barras de compressão, a imperfeição inicial do arco é considerada como e_0 = L/1000 para classe de flambagem A, L/750 para classe B (nova em 2022) e L/500 para classe C, onde L é o comprimento da barra; estes valores representam a amplitude máxima e são aplicados no plano de encurvadura, com regras claras caso L/1000 não seja cumprido. As imperfeições de oscilação global para pórticos são especificadas como φ = 1/200 (ajustadas pelos fatores α_h e α_m para altura e distribuição de carga), aplicadas como deslocamentos laterais relativos iniciais entre andares para capturar efeitos de segunda ordem. As tensões residuais de extrusão ou soldagem, normalmente até 0,2 f_y (onde f_y é o limite de escoamento), são incorporadas de forma equivalente nessas imperfeições geométricas, em vez de serem modeladas explicitamente, refletindo o módulo inferior do alumínio em comparação ao aço. Curvas de flambagem atualizadas (com novos valores α e λ_0) e Anexo V para condições de flambagem modificadas melhoram a precisão da modelagem.[9]

Imperfeições do material, como variabilidade na resistência ao escoamento e módulo (por exemplo, E = 70 GPa com tolerâncias por têmpera da liga), são abordadas por meio de fatores de segurança parciais γ_{M1} = 1,10 (para resistência de seção transversal) e γ_{M2} = 1,25 (para flambagem), que amplificam as cargas de projeto e reduzem as resistências do material para levar em conta a dispersão nas propriedades. Esses fatores garantem índices de confiabilidade alinhados aos princípios do Eurocódigo, calibrados com base em dados estatísticos para ligas de alumínio forjado.[9]

As considerações específicas do alumínio enfatizam as tolerâncias de execução de acordo com a EN 1090-3, que define classes (EXC1 a EXC4) para precisão de fabricação; por exemplo, as tolerâncias de retilineidade limitam o arco da barra a L/1000 na classe de execução 2 (comum para edifícios), influenciando as suposições de imperfeição no projeto. Distorções de soldagem, incluindo desalinhamento angular de até 0,5° por solda e arcos induzidos por contração de 1-2 mm/m, são mitigadas através de procedimentos pré e pós-soldagem, mas devem ser incluídas como imperfeições geométricas adicionais em estruturas sensíveis, afetando particularmente seções de paredes finas. Os novos anexos abrangem a modelação de coberturas espaciais treliçadas (Anexo T) e outras tipologias. Estas tolerâncias garantem a compatibilidade com os modelos de imperfeições do Eurocódigo 9, evitando a amplificação excessiva da deformação devido à ductilidade e baixa rigidez do alumínio.[1]

Contenido

The 2022 second generation of EN 1999-1-1 provides updated rules for ultimate limit states (ULS) in aluminium structures, building on the 2007 edition with simplifications, new material provisions, and enhanced buckling assessments. Key updates include a refined buckling material classification with an intermediate Class B, new buckling curves, the addition of alloy EN-AW 5383, and annexes for specialized ULS verifications in bridges, lattice spatial roofs, and composite aluminium-concrete beams. Partial safety factors remain γM1=1.0\gamma_{M1} = 1.0γM1​=1.0 (yielding and buckling; National Annex may specify 1.1) and γM2=1.25\gamma_{M2} = 1.25γM2​=1.25 (rupture). These ensure design actions do not exceed resistances, accounting for cross-section class, effective properties, and heat-affected zone (HAZ) effects from welding, now detailed in Annex Q using hardness tests.[1][9]

Resistência da seção transversal

A resistência da seção transversal verifica a capacidade dos membros de alumínio sob ELU para ações que induzem tensão, flexão, cisalhamento e torção. As verificações garantem que as ações de projeto (por exemplo, NEdN_{Ed}NEd​, MEdM_{Ed}MEd​, VEdV_{Ed}VEd​) não excedam as resistências de projeto (NRdN_{Rd}NRd​, MRdM_{Rd}MRd​, VRdV_{Rd}VRd​), usando resistências características como a resistência de prova de 0,2% fof_ofo​ e a resistência à tração final fuf_ufu​, aplicado com fatores de segurança parciais γM1=1,0\gamma_{M1} = 1,0γM1​=1,0 e γM2=1,25\gamma_{M2} = 1,25γM2​=1,25. A edição de 2022 introduz regras para carregamento fora do plano em chapas reforçadas e novos métodos de conexão, como soldagem por fricção e mistura (FSW), canais de parafusos e ranhuras de parafusos, que influenciam os cálculos de resistência. Ao contrário do aço, o alumínio não se beneficia do endurecimento por deformação na flambagem local devido à menor ductilidade, mantendo limites conservadores de esbelteza. O amolecimento da ZTA resultante da soldagem é abordado com determinação de extensão atualizada no Anexo Q.[1][9]

Classificação de seções transversais

As seções transversais são classificadas em quatro classes com base na capacidade de desenvolver resistência plástica e resistir à flambagem local, usando razões largura-espessura (β=b/t\beta = b/tβ=b/t ou c/tc/tc/t) em relação aos limites envolvendo ε=250/fo\varepsilon = \sqrt{250/f_o}ε=250/fo​​ (em MPa), onde fof_ofo​ é de tabelas específicas para ligas, agora incluindo EN-AW 5383. Classe 1 atinge capacidade plástica total com rotação para análise plástica; Classe 2 atinge momento plástico sem rotação significativa; Classe 3 limitada à resistência elástica até fof_ofo​; A classe 4 requer propriedades efetivas devido à flambagem local antes do escoamento. Os limites dependem da classe de flambagem (A para ligas de alta ductilidade, B intermediária, C para menor ductilidade ou uso em alta temperatura), presença de solda (limites de redução devido à ZTA com fatores ρo,haz\rho_{o,haz}ρo,haz​ e ρu,haz\rho_{u,haz}ρu,haz​) e distribuição de tensão. A edição de 2022 refina a Classe B como intermediária entre A e C, com distinção mais clara para soldas longitudinais versus transversais. Por exemplo, flanges de compressão (outstands) na classe de flambagem A sem soldas têm limite de classe 3 c/t≤14εc/t \leq 14\varepsilonc/t≤14ε, enquanto os elementos de compressão internos atingem b/t≤22εb/t \leq 22\varepsilonb/t≤22ε.[1][9]

A tabela a seguir resume os principais limites de esbeltez (β/ε\beta / \varepsilonβ/ε) para elementos comuns sob compressão uniforme (ψ=1\psi = 1ψ=1), excluindo almas de cisalhamento (da Tabela 6.2 da EN 1999-1-1, inalterados nos valores principais, mas contextualizados com novas classes).[9]

Para a Classe 4, fator de redução ρ=1\rho = 1ρ=1 se estiver dentro dos limites da Classe 3, caso contrário baseado na tensão crítica elástica σcr=kσπ2E/[12(1−ν2)(b/t)2]\sigma_{cr} = k_\sigma \pi^2 E / [12(1 - \nu^2) (b/t)^2]σcr​=kσ​π2E/[12(1−ν2)(b/t)2] com E=70E = 70E=70 GPa e ν=0,3\nu = 0,3ν=0,3, produzindo espessura efetiva teff=ρtt_{eff} = \rho tteff​=ρt. Os efeitos HAZ se aplicam sobre a largura bhazb_{haz}bhaz​, usando forças reduzidas.[9]

Resistência à tensão

A força de tração de projeto NEdN_{Ed}NEd​ deve satisfazer NEd≤NRdN_{Ed} \leq N_{Rd}NEd​≤NRd​, onde NRdN_{Rd}NRd​ é o mínimo das resistências de escoamento e ruptura, usando áreas brutas ou líquidas com γM1=1,0\gamma_{M1} = 1,0γM1​=1,0 e γM2=1,25\gamma_{M2} = 1,25γM2​=1,25. Para seções de Classe 1, 2 ou 3, a resistência ao escoamento é No,Rd=Afo/γM1N_{o,Rd} = A f_o / \gamma_{M1}No,Rd​=Afo​/γM1​, com área bruta AAA reduzida para HAZ se soldada. Para a Classe 4, use a área efetiva AeffA_{eff}Aeff​. A ruptura na seção da rede é Nu,Rd=0,9Anetfu/γM2N_{u,Rd} = 0,9 A_{net} f_u / \gamma_{M2}Nu,Rd​=0,9Anet​fu​/γM2​, contabilizando buracos e escalonamento. A edição de 2022 melhora as regras para pontas em T equivalentes em tensão para juntas. Para seções soldadas, use ρu,hazfu\rho_{u,haz} f_uρu,haz​fu​.[1]

Resistência à flexão

A resistência à flexão verifica MEd≤MRdM_{Ed} \leq M_{Rd}MEd​≤MRd​ sobre os eixos principais, com MRdM_{Rd}MRd​ como mínimo de escoamento e ruptura, usando módulos elásticos ou plásticos. Para Classe 1 ou 2, Mo,Rd=Wplfo/γM1M_{o,Rd} = W_{pl} f_o / \gamma_{M1}Mo,Rd​=Wpl​fo​/γM1​; A classe 3 usa Welfo/γM1W_{el} f_o / \gamma_{M1}Wel​fo​/γM1​; A classe 4 usa WeffW_{eff}Weff​ efetivo. Para HAZ, reduza com ρo,haz\rho_{o,haz}ρo,haz​; ruptura Mu,Rd=Wnetfu/γM2M_{u,Rd} = W_{net} f_u / \gamma_{M2}Mu,Rd​=Wnet​fu​/γM2​. Interação com força axial: MN,Rd=MRd[1−n/(n+0,5)]M_{N,Rd} = M_{Rd} [1 - n / (n + 0,5)]MN,Rd​=MRd​[1−n/(n+0,5)] mas ≤ MRdM_{Rd}MRd​, n=NEd/NRdn = N_{Ed} / N_{Rd}n=NEd​/NRd​. Novas regras de 2022 para carregamento fora do plano em placas.[1]

Resistência ao cisalhamento e à torção

Cisalhamento: VEd≤VRd=Av(fo/3)/γM1V_{Ed} \leq V_{Rd} = A_v (f_o / \sqrt{3}) / \gamma_{M1}VEd​≤VRd​=Av​(fo​/3​)/γM1​, critério de von Mises. AvA_vAv​ varia de acordo com a seção; para teias delgadas, verifique a flambagem. Torção: St. Venant e empenamento combinados, τt,Ed2+τw,Ed2≤(fo/3)/γM1\sqrt{\tau_{t,Ed}^2 + \tau_{w,Ed}^2} \leq (f_o / \sqrt{3}) / \gamma_{M1}τt,Ed2​+τw,Ed2​​≤(fo​/3​)/γM1​. A interação com a flexão reduz VRdV_{Rd}VRd​. As atualizações de 2022 incluem disposições para FSW em contextos de cisalhamento.[1]

Estabilidade de membros e flambagem

A estabilidade sob compressão, flexão e ações combinadas utiliza fatores de redução que levam em conta imperfeições e propriedades do alumínio (E = 70 GPa). Resistência à flambagem de cálculo Nb,Rd=χAfo/γM1N_{b,Rd} = \chi A f_o / \gamma_{M1}Nb,Rd​=χAfo​/γM1​, com γM1=1,0\gamma_{M1} = 1,0γM1​=1,0 (NA 1.1). Esbeltez λˉ=Lcr/(iλ1)\bar{\lambda} = L_{cr} / (i \lambda_1)λˉ=Lcr​/(iλ1​), λ1=93,9ε\lambda_1 = 93,9 \varepsilonλ1​=93,9ε. Redução χ=1/[Φ+Φ2−λˉ2]≤1,0\chi = 1 / [\Phi + \sqrt{\Phi^2 - \bar{\lambda}^2}] \leq 1,0χ=1/[Φ+Φ2−λˉ2​]≤1,0, Φ=0,5[1+α(λˉ−0,2)+λˉ2]\Phi = 0,5 [1 + \alpha (\bar{\lambda} - 0,2) + \bar{\lambda}^2]Φ=0,5[1+α(λˉ−0,2)+λˉ2], com α\alphaα de curvas de flambagem atualizadas (a a d, agora incluindo aw, bw, cw para soldados, adaptados às classes A, B, C; Novas curvas de 2022 melhoram a precisão com base em pesquisas, com Classe B intermediária; regras especiais se imperfeição > L/1000. Nenhuma redução se λˉ≤0,2\bar{\lambda} \leq 0,2λˉ≤0,2. Para soldados, aplica-se o fator K.[1][9]

Flambagem lateral-torcional (LTB): Mb,Rd=χLTWefffo/γM1M_{b,Rd} = \chi_{LT} W_{eff} f_o / \gamma_{M1}Mb,Rd​=χLT​Weff​fo​/γM1​, com χLT\chi_{LT}χLT​ atualizado usando novas curvas (αLT\alpha_{LT}αLT​ 0,21 a 0,49). Dispensado se λˉLT<0,4\bar{\lambda}_{LT} < 0,4λˉLT​<0,4 ou restrito. Para soldados, fatores β\betaβ, βv\beta_vβv​.

Axial e flexão combinados: fórmulas de interação, por exemplo, NEdχyNRd+kyMy,EdχLTMy,Rd+kyzMz,EdMz,Rd≤1.0\frac{N_{Ed}}{\chi_y N_{Rd}} + k_y \frac{M_{y,Ed}}{\chi_{LT} M_{y,Rd}} + k_{yz} \frac{M_{z,Ed}}{M_{z,Rd}} \leq 1.0χy​NRd​NEd​​+ky​χLT​My,Rd​My,Ed​​+kyz​Mz,Rd​Mz,Ed​​≤1.0, com fatores kkk para gradientes. Para oco: (NEdNRd)1,7+0,6(My,EdMy,Rd+Mz,EdMz,Rd)≤1,0\left( \frac{N_{Ed}}{N_{Rd}} \right)^{1,7} + 0,6 \left( \frac{M_{y,Ed}}{M_{y,Rd}} + \frac{M_{z,Ed}}{M_{z,Rd}} \right) \leq 1,0(NRd​NEd​​)1,7+0,6(My,Rd​My,Ed​​+Mz,Rd​Mz,Ed​​)≤1,0. Novos anexos (S, T, U) fornecem regras ULS para tipologias específicas. Todos incorporam HAZ de acordo com o Anexo Q.[1][9]

Limites de Deformação e Deflexão

O Eurocódigo 9, especificamente EN 1999-1-1 (edição de 2022), aborda os limites de deformação e deflexão como parte dos estados limites de utilização (SLS) para garantir que as estruturas de alumínio mantêm a funcionalidade, a aparência e a usabilidade em condições de serviço, sem deformações excessivas que possam prejudicar os elementos não estruturais ou o conforto do utilizador.[1] Estes limites são verificados através de análise elástica com combinações de ações características ou frequentes conforme definido na EN 1990, empregando o segundo momento efetivo da estrutura da área IserI_{ser}Iser​ para contabilizar a encurvadura local quando aplicável. Ao contrário dos estados limites últimos, as verificações SLS usam um fator parcial γM,ser=1,0\gamma_{M,ser} = 1,0γM,ser​=1,0, com foco em deformações reversíveis e irreversíveis calculadas com o módulo de elasticidade do material E=70E = 70E=70 GPa para ligas de alumínio forjado. Este valor EEE mais baixo - em comparação com os 210 GPa do aço - resulta em maior flexibilidade, necessitando de controles de deflexão mais rígidos para evitar flacidez ou distorção desproporcional em projetos de alumínio.

Os limites de deflexão para membros verticais, como vigas e pisos, são normalmente definidos em w≤L/250w \leq L/250w≤L/250 para deflexão total (incluindo ações variáveis ​​e permanentes) para evitar danos a acabamentos frágeis ou divisórias, e w≤L/500w \leq L/500w≤L/500 para o componente de carga variável para limitar fluência de longo prazo ou efeitos reversíveis. As deflexões horizontais em colunas ou pórticos são limitadas a w≤H/200w \leq H/200w≤H/200, onde HHH é a altura do piso ou altura total, para controlar o balanço e manter o alinhamento do revestimento ou envidraçamento. Estes limites, extraídos das recomendações do Anexo A1 da EN 1990, podem ser ajustados ou especificados detalhadamente pelos Anexos Nacionais com base em requisitos específicos do projeto, como a presença de elementos não estruturais sensíveis. Para deformações reversíveis, a verificação ocorre sob combinações características, enquanto os efeitos irreversíveis (por exemplo, devido à fluência) utilizam combinações frequentes para garantir que a estrutura permaneça dentro de limites aceitáveis ​​ao longo da sua vida útil. A edição de 2022 mantém estas disposições básicas do SLS, com menos parâmetros determinados a nível nacional (reduzidos de 89 para 49) para uma maior harmonização em toda a Europa.[1]

As estruturas de alumínio exigem a consideração das deformações iniciais e da curvatura para compensar as deflexões previstas. Os limites de não retilinidade para barras são geralmente definidos em ≤L/750\leq L/750≤L/750, onde LLL é o comprimento da barra, para simular imperfeições de fabricação sem comprometer o desempenho do serviço. A pré-curvatura é recomendada para neutralizar deflexões irreversíveis, com a curvatura inicial c0c_0c0​ projetada de tal forma que c0≥wirrevc_0 \geq w_{irrev}c0​≥wirrev​, garantindo que a forma deformada final se alinhe com as tolerâncias funcionais. As deflexões térmicas, proeminentes devido ao coeficiente de expansão térmica do alumínio α=23×10−6/∘C\alpha = 23 \times 10^{-6} /^\circ\mathrm{C}α=23×10−6/∘C, são calculadas como εth=αΔTL\varepsilon_{th} = \alpha \Delta T Lεth​=αΔTL e incorporadas em verificações de deformação total, especialmente em ambientes com temperatura variável, como telhados ou fachadas. Estas disposições destacam a necessidade de critérios SLS personalizados no projeto de alumínio, onde a conformidade inerente do material exige um controle vigilante para corresponder ao desempenho de alternativas mais rígidas como o aço.

Durabilidade e controle de vibração

A durabilidade no Eurocódigo 9 centra-se em garantir que as estruturas de alumínio mantêm a sua capacidade de suporte de carga e funcionalidade ao longo da vida útil projetada, principalmente através da resistência à corrosão e de medidas de proteção adequadas. As ligas de alumínio listadas na EN 1999-1-1, como EN AW-5005, 5083, 5754 e a recém-incluída EN-AW 5383 (classificação A para excelente durabilidade), apresentam resistência inerente à corrosão devido à sua camada de óxido natural sob condições atmosféricas normais, permitindo o uso sem proteção de superfície para aplicações típicas de construção. Para ambientes mais agressivos, as estruturas devem ser projetadas para facilitar a inspeção, manutenção e reparo, com espessuras mínimas de material de pelo menos 0,6 mm para componentes e 1,5 mm para peças soldadas, para compensar o potencial adelgaçamento induzido pela corrosão.

As estratégias de proteção contra corrosão são orientadas pelas condições de exposição categorizadas pela EN ISO 12944-2, variando de C1 (corrosividade muito baixa, por exemplo, edifícios aquecidos) a C5 (muito alta, por exemplo, atmosferas industriais ou marítimas agressivas). As recomendações no Anexo D da EN 1999-1-1 especificam tratamentos de proteção para exposições severas, incluindo revestimentos orgânicos como pintura ou revestimento em pó para ambientes industriais e marítimos, e anodização para resistência superficial decorativa ou aprimorada em ambientes urbanos ou costeiros. A susceptibilidade do alumínio à corrosão galvânica quando em contacto com metais diferentes, como o aço, é mitigada através de barreiras isolantes como juntas, anilhas ou revestimentos betuminosos, particularmente em condições húmidas; por exemplo, os fixadores de aço inoxidável são preferidos aos revestidos de zinco em exposições C3–C5 para evitar ataques eletroquímicos. As classificações de durabilidade da liga (A: excelente, B: boa, C: razoável) determinam a extensão da proteção necessária, com ligas de classificação C exigindo medidas adicionais em locais poluídos ou marinhos para evitar corrosão por picadas ou fendas.

O controle de vibração sob estados limites de utilização (SLS) na EN 1999-1-1 aborda efeitos dinâmicos para garantir o conforto do usuário e a funcionalidade estrutural, especialmente devido ao menor módulo de elasticidade do alumínio (70 GPa) em comparação com o aço, que pode amplificar deflexões e vibrações. A secção 7.2.3 exige a verificação de que as vibrações provenientes de fontes como atividades humanas, máquinas, vento ou tráfego não causam desconforto ou danos, com limites normalmente especificados em anexos nacionais ou requisitos de projeto, em vez de valores fixados universalmente. Para estruturas de piso, a orientação geral do Eurocódigo sugere manter a frequência natural fundamental acima de 3–5 Hz para evitar ressonância com excitações de caminhada e limitar as acelerações de pico a 0,005–0,01g, ajustadas para as propriedades do alumínio e taxas de amortecimento em torno de 0,01–0,02 para dissipar a energia de forma eficaz. Estas medidas complementam as verificações de deflexão estática, garantindo que o SLS reversível não seja excedido durante o uso normal.

Avaliação de fadiga

A avaliação da fadiga no Eurocódigo 9, especificamente EN 1999-1-3:2023, aborda o estado limite de fratura induzido por carregamento cíclico em estruturas de alumínio, aplicando-se a projetos de vida útil seguros, projetos tolerantes a danos e projetos assistidos por testes.[15] Abrange ligas de alumínio forjado, excluindo as de baixa resistência, como EN AW-3005 e EN AW-6060 T5, e concentra-se na fadiga de alto ciclo causada por ações como oscilações induzidas pelo vento ou vibrações de máquinas. As regras enfatizam métodos de tensão nominal, ponto quente ou tensão nominal modificada, com fatores parciais γ_Ff para cargas (normalmente 1,0) e γ_Mf para resistência à fadiga (1,0 a 1,5 dependendo da classe).

A resistência à fadiga é determinada usando curvas S-N, que representam a faixa de tensão Δσ em relação ao número de ciclos até a falha N em uma escala log-log, representando a média menos dois desvios padrão dos dados de teste para uma probabilidade de sobrevivência de 97,7%. Essas curvas são definidas para categorias de detalhes que classificam detalhes construtivos com base em fatores como geometria, qualidade de execução e material, com resistência à fadiga de referência Δσ_C em 2×10^6 ciclos e inclinações m1 (para 10^5 ≤ N ≤ 5×10^6 ciclos) e m2 = m1 + 2 (para N mais alto até 10^8 ciclos). A segunda geração inclui categorias refinadas para juntas soldadas em ângulo e aparafusadas, e novas categorias para soldas por fricção e mistura (FSW), que oferecem maior resistência à fadiga (por exemplo, até a categoria 100 para certos detalhes FSW em ligas 5xxx). Por exemplo, material forjado simples (por exemplo, chapa usinada) tem categoria 140 com Δσ_C = 140 N/mm² e m1 = m2 = 7, enquanto uma solda de topo transversal (penetração total, rente ao solo) é categoria 56 com Δσ_C = 56 N/mm² e m1 = m2 = 7; soldas de ângulo em juntas sobrepostas normalmente caem para a categoria 28 com Δσ_C = 28 N/mm² e m1 = 3, m2 = 5. Um limite de fadiga de amplitude constante Δσ_D se aplica a 5×10^6 ciclos para material simples (ou 2×10^6 para alguns detalhes), abaixo do qual as tensões não são prejudiciais até 10^8 ciclos, embora os detalhes soldados não tenham um joelho verdadeiro e continuem inclinado.[1]

A verificação para carregamento de amplitude constante requer que a faixa de tensão de projeto satisfaça Δσ / γ_Mf ≤ Δσ_C, onde Δσ_C é da curva S-N aplicável; para amplitude variável, a contagem do fluxo de chuva deriva um espectro de tensão, e o acúmulo linear de danos via regra de Miner garante Σ (n_i / N_i) ≤ 1, com N_i da curva SN para cada Δσ_i (γ_Mf / γ_Ff = 1,0 no cálculo de danos). Uma faixa de amplitude constante equivalente Δσ_E pode ser usada: γ_Ff Δσ_E ≤ Δσ_C / γ_Mf, calculada como Δσ_E = (Σ (n_i / N_T) (Δσ_i / Δσ_C)^m )^{1/m} × Δσ_C, onde N_T é o total de ciclos e m é a inclinação. Para fadiga de baixo ciclo (N <10 ^ 5), uma inclinação modificada m_a (por exemplo, 3–5 para ligas forjadas) ajusta a curva.

As faixas de tensão para soldas usam o método de ponto quente, que captura a tensão geométrica na ponta da solda (tensão principal transversal à ponta, excluindo efeitos de entalhe local) por meio de análise de elementos finitos com malhas finas (por exemplo, extrapolando em 0,4t e 1,0t da ponta, t = espessura). A intensidade do ponto quente se correlaciona com a categoria de um detalhe de referência, escalando Δσ_C,assess = Δσ_C,ref × (Δσ_HS,ref / Δσ_HS,assess), mantendo as mesmas inclinações; isso é essencial para o alumínio devido à sensibilidade da zona afetada pelo calor. A correção de espessura reduz Δσ_C para t > 25 mm: Δσ_C(t) = Δσ_C × (25 / t)^{0,2} (até t = 100 mm), aplicada à espessura do membro tensionado, refletindo a menor resistência à espessura do alumínio.

As estruturas de alumínio exibem um limite de resistência inferior ao do aço, com curvas SN apresentando declives mais acentuados (m = 3–7) devido à ductilidade reduzida e tensões residuais persistentes nas soldas (R efetivo ≈ 0,5–1,0, limitando os benefícios da tensão média). Ao contrário do Q-path do aço para detalhes não soldados, o Eurocódigo 9 utiliza rebaixamentos de categoria (por exemplo, de 1 a 3 para ligas 7xxx em ambientes marinhos) e níveis de qualidade (conforme EN ISO 10042) para levar em conta reduções de fadiga específicas da liga, sem nenhum tratamento térmico pós-soldagem assumido. Para peças fundidas, categorias como 71 (Δσ_C = 71 N/mm², m = 7) exigem limites de tamanho de poro ≤1,0 mm.[15]

Projeto de resistência ao fogo

A EN 1999-1-2:2023 especifica os princípios e regras para o projeto estrutural ao fogo de edifícios de alumínio, concentrando-se em garantir a resistência mecânica durante a exposição ao fogo, tendo em conta a sensibilidade do material a temperaturas elevadas.[16] As ações de incêndio são definidas através de curvas nominais de temperatura-tempo, como a curva padrão ISO 834, que representa um incêndio em um compartimento totalmente desenvolvido, ou a curva de hidrocarbonetos para cenários específicos, como túneis. As curvas paramétricas de incêndio, derivadas da EN 1991-1-2, proporcionam uma representação mais realista ao incorporar a geometria do compartimento, a ventilação e a carga de combustível, permitindo a duração total do incêndio, incluindo a fase de decomposição.

A resistência de projeto ao fogo, Rfi,d,tR_{\text{fi,d},t}Rfi,d,t​, é calculada modificando as resistências à temperatura ambiente da EN 1999-1-1 usando propriedades do material dependentes da temperatura, verificadas como Efi,d≤Rfi,d,tE_{\text{fi,d}} \leq R_{\text{fi,d},t}Efi,d​≤Rfi,d,t​ onde Efi,dE_{\text{fi,d}}Efi,d​ é o efeito de projeto das ações de fogo. Para membros de tensão sob temperatura uniforme, isso simplifica para Nfi,θ,Rd=kθ,al×NRd/γM,fiN_{\text{fi},\theta,\text{Rd}} = k_{\theta,\text{al}} \times N_{\text{Rd}} / \gamma_{M,\text{fi}}Nfi,θ,Rd​=kθ,al​×NRd​/γM,fi​, com kθ,alk_{\theta,\text{al}}kθ,al​ como o fator de redução de resistência para 0,2% de resistência de prova. Esses fatores variam de acordo com a liga; por exemplo, EN AW-6063-T6 retém kθ,al=1,0k_{\theta,\text{al}} = 1,0kθ,al​=1,0 a 20°C, cai para aproximadamente 0,6 a 200-300°C dependendo do tempo de exposição, e atinge 0 acima de 500-600°C. Reduções semelhantes se aplicam às resistências à flexão e ao cisalhamento, com fatores parciais γM,fi\gamma_{M,\text{fi}}γM,fi​ definidos como 1,0 para simplicidade no projeto de incêndio. A segunda geração inclui a reorganização do texto para uma melhor harmonização com outros Eurocódigos, mas sem alterações nos métodos ou factores principais.[1]

A estabilidade em condições de incêndio aborda a resistência à flambagem para membros comprimidos, dada por Nb,fi,θ,Rd=χfi×A×f0.2,θ/γM,fi/1.2N_{\text{b,fi},\theta,\text{Rd}} = \chi_{\text{fi}} \times A \times f_{0.2,\theta} / \gamma_{M,\text{fi}} / 1.2Nb,fi,θ,Rd​=χfi​×A×f0.2,θ​/γM,fi​/1.2, onde χfi\chi_{\text{fi}}χfi​ é o fator de flambagem reduzido da EN 1999-1-1, ajustado para módulo de temperatura elevada e resistência, e 1,2 leva em conta efeitos de fluência. Os comprimentos efetivos de encurvadura em caso de incêndio são encurtados para pórticos contraventados, tal como 0,5 vezes a altura do piso para pisos intermédios, para refletir a restrição parcial da estrutura circundante. Os requisitos de isolamento garantem classificações de resistência ao fogo como R30 a R120 minutos, onde R denota capacidade de carga sob a curva ISO 834, muitas vezes alcançada através de sistemas de proteção que limitam o aumento da temperatura do aço.

Anexos e Variações Nacionais

Os Anexos Nacionais do Eurocódigo 9 (série EN 1999) são publicados por cada estado membro da União Europeia (UE) e do Espaço Económico Europeu (EEE) para adaptar a norma europeia harmonizada às condições nacionais, principalmente através da especificação de Parâmetros Determinados Nacionalmente (NDPs).[10] Esses NDPs permitem escolhas de parâmetros como fatores de segurança parciais em materiais (por exemplo, γ_M1 = 1,10 recomendado para resistência de seção transversal e γ_M2 = 1,25 para resistência máxima), limites de deflexão para capacidade de manutenção, espessuras mínimas de material e classes de execução para refletir os requisitos locais de segurança, climáticos e regulatórios.[10] Cada anexo nacional é informativo e acompanha o texto do Eurocódigo, garantindo a conformidade com o Regulamento de Produtos de Construção, mantendo ao mesmo tempo os princípios fundamentais da diferenciação de fiabilidade e da concepção do estado limite.[10]

A segunda geração do Eurocódigo 9, publicada em 2023, reduz o número de PND de 89 para 49, simplificando as adaptações nacionais e introduzindo melhorias, como novas disposições materiais e regras de ligação que os Estados-Membros devem incorporar nos Anexos Nacionais atualizados.[1]

Exemplos específicos de cada país ilustram a flexibilidade dos PDN. No Reino Unido, o Anexo Nacional da BS EN 1990 (que rege as ações para o Eurocódigo 9) ajusta os fatores ψ para cargas de neve, permitindo que a neve seja geralmente ignorada em certas regiões e especificando fatores de combinação reduzidos (por exemplo, ψ_{0,2} = 0 para neve em alguns casos) para alinhar com os dados climáticos locais.[17] Na Alemanha, o Anexo Nacional integra considerações sísmicas referenciando os NDP da DIN EN 1998 (Eurocódigo 8), aplicando parâmetros de projeto resistentes a terremotos a estruturas de alumínio sob o Eurocódigo 9, tais como valores de aceleração do solo e fatores de importância adaptados às zonas sísmicas regionais.[18]

As variações entre os anexos nacionais incluem decisões sobre o estatuto dos anexos informativos no Eurocódigo, onde alguns países os elevam ao estatuto normativo (obrigatório), mantêm-nos como informativos ou excluem-nos inteiramente para se adequarem às práticas nacionais.[8] Na sequência do mandato de 2010 para os Eurocódigos como normas primárias na UE, muitos estados implementaram períodos de transição (normalmente de 3 a 5 anos) para eliminar gradualmente regras nacionais contraditórias, permitindo a adoção gradual de PDN e garantindo, ao mesmo tempo, a compatibilidade retroativa para projetos em curso.[19] As atualizações de segunda geração de 2023 exigem a revisão dos anexos nacionais existentes para se alinharem com NDPs reduzidos e novas disposições, como as relativas à soldadura por fricção e vigas mistas.[1]

Fora da UE/EEE, o Eurocódigo 9 foi adotado em países não europeus, muitas vezes com anexos nacionais personalizados. A Instituição Turca de Normalização (TSE) da Turquia incorporou os Eurocódigos, incluindo o Eurocódigo 9, no seu quadro nacional ao abrigo da Diretiva de Produtos de Construção, adaptando os NDP às condições sísmicas e climáticas locais desde o início da década de 2010.[20] Singapura adotou integralmente os Eurocódigos como seus padrões de projeto estrutural desde 2015, embora a adoção específica do Eurocódigo 9 com Anexos Nacionais permaneça limitada, concentrando-se em vez disso em Eurocódigos gerais para outros materiais, ao mesmo tempo que aborda fatores tropicais como a corrosão através de códigos locais.[21][22]

Aplicações práticas e estudos de caso

O Eurocódigo 9 facilitou o projeto de estruturas de alumínio em diversas aplicações, aproveitando as propriedades de leveza, resistência à corrosão e extrusabilidade do material para soluções estruturais eficientes. Nas fachadas arquitetónicas, os perfis de alumínio permitem sistemas de revestimento multifuncionais que integram suporte estrutural com elementos estéticos, como visto na renovação do Atomium em Bruxelas, onde os painéis de alumínio originais foram reciclados após quase 50 anos de exposição, demonstrando durabilidade sob condições corrosivas.[23] Para pontes, as disposições do código para limites de deflexão (por exemplo, L/600 para pontes rodoviárias) e avaliação de fadiga apoiam projetos leves que reduzem as cargas de fundação, como as passarelas pré-fabricadas de alumínio na Alemanha, que priorizam a facilidade de montagem e baixa manutenção.[23] As plataformas offshore se beneficiam das regras do Eurocódigo 9 para carregamento cíclico e execução em ambientes corrosivos, com aplicações em superestruturas, helideques e passarelas modulares que alcançam até 70% de redução de peso em comparação com equivalentes de aço.[23][24]

Os estudos de caso ilustram a implementação do Eurocódigo 9 em projetos específicos. Um exemplo prático envolve uma moldura de alumínio extrudado 6063-T6 para um perfil de parede cortina, onde a resistência à flexão é calculada considerando a encurvadura local e as propriedades efetivas da seção transversal, produzindo uma resistência ao momento de projeto de 5,57 kNm para uma seção Classe 4 com canais de parafuso integrados. Em estruturas de tráfego propensas à fadiga, como a reforma da Ponte Real Ferdinando na Itália, as diretrizes Parte 1-3 do Eurocódigo 9 para juntas soldadas e categorias de detalhes (por exemplo, Categoria 13.1 para fixações transversais) garantem vida segura sob cargas rodoviárias cíclicas, preservando a integridade histórica ao mesmo tempo em que atendem às fórmulas de interação modernas.[23][25] Para coberturas protegidas contra incêndio, o ENEL Dome em Roma emprega estruturas treliçadas de alumínio com chapas, aplicando os critérios de resistência ao fogo do Eurocódigo 9 (R, I, E) para alcançar grandes vãos com cargas permanentes mínimas, reforçadas por revestimentos anodizados para distribuição térmica.[23]

O Eurocódigo 9 de segunda geração de 2023 introduz melhorias práticas, como cálculos de encurvadura simplificados, novas categorias de detalhes para soldas por fricção em fadiga (Parte 1-3) e regras expandidas para chapas formadas a frio com sistemas sobrepostos (Parte 1-4), melhorando a aplicabilidade em pontes, fachadas e estruturas de casca. Essas atualizações também incluem anexos para usos especializados, como telhados espaciais treliçados e pinos soldados, promovendo uma adoção mais ampla.[1]

Ferramentas de software como o RFEM e o SCIA Engineer apoiam a conformidade com o Eurocódigo 9, automatizando verificações dos estados limites últimos e de utilização em elementos de alumínio, incluindo classes de encurvadura e reduções de ZTA, com módulos atualizados para provisões de segunda geração.[26][27] Variações nacionais, como as da Finlândia para o projeto de pontes, podem ajustar os fatores de carga, mas alinham-se com as regras básicas do Eurocódigo 9.[28]

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Escopo e Aplicação

O Eurocódigo 9 (EN 1999), na sua segunda geração emitida em 2022, estabelece regras para o projeto estrutural de elementos e estruturas de alumínio em edifícios, obras de engenharia civil e outras aplicações, abrangendo novas construções, alterações e mudanças de uso.[1] Estabelece requisitos de resistência, operacionalidade, durabilidade e resistência ao fogo, de acordo com os princípios da EN 1990.[4] A norma trata principalmente de ligas de alumínio forjado, com disposições limitadas para ligas de alumínio fundido, e se aplica a sistemas estruturais como estruturas, treliças, placas e cascas. A edição de 2022 expande a cobertura para incluir novas tipologias estruturais, como pontes (via Anexo S da EN 1999-1-1), coberturas e vigas mistas de alumínio-concreto, ao mesmo tempo que se alinha com regras especializadas quando aplicável.[1]

O âmbito de aplicação exclui certos tipos de peças fundidas não abrangidas pelas disposições relativas aos materiais e elementos não estruturais, como componentes de isolamento térmico ou acústico.[4] Os aspectos geotécnicos não são abordados e devem ser tratados de acordo com o Eurocódigo 7, enquanto os requisitos de projecto sísmico referem-se ao Eurocódigo 8.[4] As chapas e perfis formados a frio são abordados em partes específicas, como a EN 1999-1-4 ampliada, que agora inclui regras para sistemas sobrepostos e comportamento do diafragma.[1]

A aplicação do Eurocódigo 9 integra-se com outros Eurocódigos para projetos abrangentes, incluindo EN 1991 para ações e série EN 1090 para execução e conformidade de estruturas de alumínio.[4] As espessuras mínimas recomendadas para componentes (≥ 0,6 mm), elementos soldados (≥ 1,5 mm) e conexões (por exemplo, parafusos de aço ≥ 5 mm de diâmetro, parafusos de alumínio ≥ 8 mm de diâmetro) permanecem consistentes com as edições anteriores, a menos que sejam substituídas por anexos nacionais.[5]

Desenvolvimento Histórico

O desenvolvimento do Eurocódigo 9 (EN 1999) teve origem no quadro mais amplo dos Eurocódigos Estruturais, iniciado no âmbito da Directiva de Produtos de Construção da União Europeia (89/106/CEE) de 1989, que visava harmonizar as especificações técnicas para produtos de construção entre os estados membros para facilitar o livre comércio.[6] Como parte da segunda geração de Eurocódigos, o trabalho no Eurocódigo 9 começou especificamente no início da década de 1990 através da criação do CEN/TC 250/SC 9, o subcomité dedicado ao projeto de estruturas de alumínio, sob a coordenação do Comité Europeu de Normalização (CEN).[7] A primeira pré-norma (ENV 1999-1-1) foi elaborada e publicada em 1998, após extensas consultas e calibrações pelos estados membros para enfrentar os desafios únicos do alumínio, tais como a sua utilização em estruturas de espessura fina e de casca.[8]

O Eurocódigo 9 atraiu influências significativas das normas nacionais existentes para garantir a aplicabilidade prática durante a harmonização, incluindo a BS 8118 (1985) do Reino Unido para utilização estrutural de alumínio, que informou disposições sobre classificação de secções transversais, encurvadura local e cálculos de resistência de membros.[8] Da mesma forma, a norma DIN 4119 da Alemanha forneceu elementos fundamentais para a estabilidade e regras de projeto conjunto, refletindo as práticas europeias estabelecidas na engenharia do alumínio.[7] Estes códigos nacionais, juntamente com as Recomendações Europeias ECCS de 1978 para Estruturas de Liga de Alumínio, serviram como referências-chave para os esforços do CEN/TC 250/SC 9 para criar um padrão unificado que equilibrasse a inovação com métodos comprovados.[7]

Os principais marcos incluem a publicação formal da EN 1999 em 2007 como uma Norma Europeia completa, após a conversão do estatuto ENV, que concluiu a primeira geração de Eurocódigos.[6] As retificações foram emitidas em 2009 para corrigir pequenos erros e incorporar feedback, enquanto as alterações garantiram o alinhamento com o Eurocódigo 0 (EN 1990) para uma base consistente de princípios de design em todo o conjunto de Eurocódigos.[8] Em 2010, o Eurocódigo 9 tornou-se obrigatório para obras públicas nos estados membros da UE, marcando o fim do período de coexistência com as normas nacionais e promovendo a sua integração com outros Eurocódigos para projetos estruturais abrangentes.[6]

Após a primeira geração, a segunda geração do Eurocódigo 9 foi desenvolvida como parte da atualização mais ampla do conjunto de Eurocódigos, com a redação começando na década de 2010 sob CEN/TC 250/SC 9. A versão final foi aprovada em dezembro de 2022, emitindo a EN 1999 atualizada com melhorias para clareza, simplificação e aplicabilidade expandida, incluindo novos anexos e parâmetros reduzidos determinados nacionalmente. A partir de 2023, continua a ser o padrão atual, com coordenação contínua pelo subcomitê.[1]

Partes Principais e Subseções

O Eurocódigo 9, designado EN 1999, está organizado em cinco partes que abordam aspectos específicos do projeto de estruturas de alumínio, fornecendo uma estrutura modular para os engenheiros navegarem pelas regras aplicáveis ​​a vários cenários estruturais. A segunda geração, publicada em dezembro de 2022, mantém esta estrutura da primeira edição (2007, revisada em 2009), ao mesmo tempo que incorpora atualizações para maior clareza, métodos simplificados e parâmetros determinados nacionalmente reduzidos (de 89 para 49).[1][4]

A parte principal, EN 1999-1-1, serve como corpo principal intitulado "Regras estruturais gerais", abrangendo os princípios fundamentais para o projeto de estruturas de alumínio. Abrange tópicos essenciais, incluindo a base de projeto, materiais, análise estrutural, estados limites últimos (ULS) e estados limites de utilização (SLS), oferecendo regras abrangentes para ligas de alumínio forjado e fundido em edifícios e obras de engenharia civil. A edição de 2022 adiciona disposições para novas ligas (por exemplo, EN-AW 5383), tipologias estruturais (por exemplo, pontes, vigas mistas de alumínio-concreto por meio de anexos S, T, U) e métodos de conexão (por exemplo, soldagem por fricção e mistura, canais de parafuso).[1]

A EN 1999-1-1 está estruturada em seções principais numeradas de 1 a 9, cada uma delas focada em estágios progressivos do processo de design para garantir a aplicação sistemática, com atualizações para praticidade na versão 2022. A Seção 1 aborda disposições gerais, incluindo escopo, referências normativas, termos, definições, símbolos e convenções para eixos membros. A Seção 2 descreve a base do projeto, detalhando requisitos, princípios de estado limite, variáveis ​​básicas e métodos de verificação usando fatores parciais. A Seção 3 especifica os materiais, abrangendo ligas estruturais de alumínio, suas propriedades e dispositivos de conexão como parafusos e soldas, incluindo agora um novo material classe B para flambagem. A seção 4 trata da durabilidade, enfatizando a prevenção da corrosão e medidas de proteção. A seção 5 cobre a análise estrutural, incluindo modelagem, métodos de análise global e imperfeições. A Seção 6 concentra-se no ELU para seções transversais, abordando resistência à tração, compressão, flexão e cisalhamento, com fatores de redução de encurvadura aprimorados. A Seção 7 estende as regras ULS a elementos estruturais e conexões, como membros em compressão ou flexão e juntas aparafusadas/soldadas, com novas regras para carregamento fora do plano e conexões especiais. A Seção 8 aborda o SLS, incluindo limites de deflexão e controle de vibração. Essas seções são apoiadas por anexos que fornecem orientação informativa, ampliados em 2022 para incluir análises plásticas, testes e aplicações especializadas, como telhados espaciais treliçados (Anexo S).[1][9]

Complementando as regras gerais, a EN 1999-1-2 fornece disposições especializadas para "Projeto estrutural contra incêndio", com foco em ações contra incêndio, requisitos de desempenho e métodos para verificar a resistência ao fogo de estruturas de alumínio, incluindo modelos mecânicos para capacidade de suporte de carga sob temperaturas elevadas. A edição de 2022 reorganiza o conteúdo para coerência com outros Eurocódigos (por exemplo, EN 1991), com pequenas atualizações de figuras e símbolos, mas sem grandes alterações de conteúdo.[1]

A EN 1999-1-3 é dedicada a "Estruturas suscetíveis à fadiga", oferecendo regras para avaliação da resistência à fadiga, incluindo projeto tolerante a danos, cálculos de faixa de tensão e verificação de carregamento cíclico em componentes de alumínio. As atualizações em 2022 incluem categorias de detalhes aprimoradas para juntas (por exemplo, soldadas em ângulo, aparafusadas) e novas disposições para soldas por fricção, com números melhorados e alinhamento com EN 1999-1-1.[1][4]

Para aplicações específicas, a EN 1999-1-4 fornece "Regras complementares para chapas estruturais formadas a frio", abordando o projeto de chapas perfiladas e painéis sanduíche, com disposições para flambagem local, ações compostas e conexões em sistemas de cobertura e revestimento. A versão 2022 expande o escopo para perfis gerais formados a frio, adiciona regras para sistemas sobrepostos e comportamento do diafragma nas extremidades dos edifícios, com esclarecimentos e pequenos acréscimos.[1][4]

Finalmente, a EN 1999-1-5 abrange "Estruturas de casca", fornecendo regras de projeto para cascas de alumínio cilíndricas, cônicas e esféricas, incluindo verificações de estabilidade sob compressão axial, pressão interna e cargas externas, com orientação sobre imperfeições geométricas e resistência à flambagem. As principais atualizações de 2022 incluem novos fatores de redução de imperfeições (Anexo A), curvas de encurvadura melhoradas ajustadas a dados de referência (incorporando classe de material B) e maior consistência com EN 1993-1-6.[1]

Esta organização baseada em partes facilita o uso direcionado, com a EN 1999-1-1 como a referência principal vinculada à EN 1990 para a base geral do projeto estrutural.[4]

Eurocódigos e padrões relacionados

O Eurocódigo 9 (EN 1999) integra-se estreitamente com outros Eurocódigos para garantir uma estrutura unificada para o projeto estrutural, baseando-se particularmente na EN 1990 para a base do projeto estrutural, que fornece princípios para estados limites, fatores parciais, combinações de carga e diferenciação de confiabilidade entre classes de consequências (CC1 a CC3). A EN 1991 define ações e influências ambientais, como cargas permanentes, vivas, de vento e acidentais, que são aplicadas às estruturas de alumínio para determinar situações de projeto e verificar a resistência nos estados limites últimos e de utilização. Para estruturas compostas ou híbridas envolvendo alumínio com outros materiais, o Eurocódigo 9 faz referência à EN 1992 até à EN 1998, adaptando regras para interações como ligações em sistemas aço-alumínio ou betão-alumínio para manter a estabilidade e compatibilidade globais.[4]

As especificações de materiais no Eurocódigo 9 dependem de normas europeias harmonizadas para ligas e produtos de alumínio, com a série EN 573 estabelecendo a composição química e as formas dos produtos forjados, servindo como base para designações de ligas (por exemplo, série EN AW) e garantindo a rastreabilidade em aplicações estruturais. Para produtos forjados, a EN 754 cobre condições técnicas de entrega, propriedades mecânicas e tolerâncias para hastes, barras e tubos trefilados a frio, enquanto a EN 755 aborda requisitos semelhantes para perfis extrudados, integrando-os na classificação de seções transversais e cálculos de resistência. As ligas de alumínio fundido são regidas pela EN 1706, que especifica a composição química e as propriedades mecânicas para peças fundidas em areia e moldes permanentes, com regras adicionais no Anexo C do Eurocódigo 9 para verificação de projeto.

Os procedimentos de teste estão alinhados com as normas internacionais e europeias, onde a série EN 1090 descreve os requisitos para a execução de estruturas de alumínio, incluindo tolerâncias de fabricação, níveis de qualidade de soldagem (por exemplo, para processos MIG/TIG) e classes de execução (EXC1 a EXC4) vinculadas às categorias de consequências e serviços da EN 1990. Os testes de tração para determinar as propriedades mecânicas seguem a ISO 6892, conforme incorporado em padrões de materiais como EN 573 e EN 1706, garantindo medição consistente de resistência ao escoamento, resistência máxima e alongamento para valores de projeto.

Nos termos do Regulamento de Produtos de Construção (CPR, Regulamento (UE) n.º 305/2011), o Eurocódigo 9 faz referência a normas de produtos para especificações técnicas harmonizadas, permitindo a marcação CE para componentes de alumínio, abordando requisitos essenciais como resistência mecânica, estabilidade e durabilidade através da avaliação de conformidade através da EN 1090. Esta harmonização garante que as estruturas de alumínio cumprem as declarações de desempenho para utilização em obras de construção em todo o Espaço Económico Europeu.

Estados Limites e Filosofias de Design

O Eurocódigo 9 adota uma filosofia de projeto de estado limite semiprobabilística, conforme descrito na EN 1990, que garante a confiabilidade das estruturas de alumínio por meio da verificação em relação aos estados limites últimos (ULS) para estados limites de segurança e de utilização (SLS) para funcionalidade, ao mesmo tempo em que aborda a durabilidade sob condições previsíveis.[10][11] Esta abordagem utiliza fatores parciais aplicados a valores característicos de ações, materiais e geometria para levar em conta incertezas, calibrados para atingir índices de confiabilidade alvo que equilibram segurança e eficiência econômica.[11] As situações de projeto são classificadas como persistentes, transitórias, acidentais ou sísmicas, abrangendo todas as fases relevantes desde a execução até o uso.[10] Estes princípios permanecem consistentes na segunda geração do Eurocódigo 9 (EN 1999-1-1:2023).[1]

Os estados limites últimos no Eurocódigo 9 concentram-se na prevenção do colapso ou falha estrutural, verificando condições como perda de equilíbrio (EQU), falha interna ou deformação excessiva (STR), falha geotécnica (GEO), fadiga (FAT) e elevação (UPL).[11] Estes estados garantem a segurança das pessoas e da estrutura, verificando a resistência contra os efeitos das ações em situações de projeto relevantes, excluindo verificações de fadiga, a menos que especificado.[10]

Os estados limites de utilização abordam condições normais de uso, evitando deformações, vibrações ou danos excessivos que possam prejudicar a função, o conforto ou a aparência sem causar colapso.[11] Os SLS são divididos em reversíveis (efeitos temporários que se recuperam após a remoção da ação, como vibrações) e irreversíveis (deformações permanentes que afetam a durabilidade ou os acabamentos).[11] Os critérios de verificação incluem limites de deflexões e respostas dinâmicas, adaptados à finalidade da estrutura.[10]

O princípio fundamental de verificação tanto no ELU como no ELS é que a resistência de cálculo deve exceder o efeito de cálculo das ações, expresso como:

onde RdR_dRd​ é o valor de cálculo da resistência e EdE_dEd​ é o valor de cálculo do efeito da ação, derivado usando fatores parciais da EN 1990.[11][10] Para SLS, isso pode envolver critérios limitantes Cd≥EdC_d \geq E_dCd​≥Ed​, sem fatores parciais nas ações na maioria dos casos.[11]

Fatores Parciais e Combinações

No Eurocódigo 9, os coeficientes parciais das ações e suas combinações derivam dos princípios delineados na EN 1990 para garantir a segurança estrutural, com aplicações específicas a estruturas de alumínio. Os fatores parciais para ações permanentes GkG_kGk​ são fixados em γG=1,35\gamma_G = 1,35γG​=1,35 para efeitos desfavoráveis e γG=1,0\gamma_G = 1,0γG​=1,0 para efeitos favoráveis, enquanto ações variáveis QkQ_kQk​ usam γQ=1,5\gamma_Q = 1,5γQ​=1,5 para a ação variável principal. Esses valores levam em conta as incertezas nas magnitudes de ação e são aplicados no projeto de membros de alumínio para atingir os níveis de confiabilidade exigidos.[11]

Os fatores de combinação ψ\psiψ reduzem os efeitos das ações acompanhantes nas combinações de cargas, com valores recomendados dependendo da categoria de ação; por exemplo, em edifícios de escritórios, ψ0=0,7\psi_0 = 0,7ψ0​=0,7, ψ1=0,5\psi_1 = 0,5ψ1​=0,5 e ψ2=0,3\psi_2 = 0,3ψ2​=0,3 para cargas impostas. A combinação fundamental para estados limites últimos (ELU) em situações de dimensionamento persistentes e transitórias é dada por:

onde EdE_dEd​ é o efeito de dimensionamento, PPP representa ações de protensão e a soma se aplica a múltiplas ações. Para situações de projeto acidental, a combinação é simplificada para Ed=Gk,j+P+Ad+ψ1,iQk,1+∑ψ2,iQk,iE_d = G_{k,j} + P + A_d + \psi_{1,i} Q_{k,1} + \sum \psi_{2,i} Q_{k,i}Ed​=Gk,j​+P+Ad​+ψ1,i​Qk,1​+∑ψ2,i​Qk,i​, incorporando ações acidentais AdA_dAd​. Estas regras garantem uma segurança equilibrada sem um projeto excessivo para a ductilidade do alumínio.[11]

Os fatores parciais materiais no Eurocódigo 9 abordam especificamente as incertezas nas propriedades e fabricação do alumínio. Para resistência da seção transversal (por exemplo, escoamento, ruptura), γM1=1,0\gamma_{M1} = 1,0γM1​=1,0 é recomendado, refletindo o comportamento consistente do material de alumínio sob cargas estáticas. Para a resistência à encurvadura de barras e elementos chapeados, γM2=1,25\gamma_{M2} = 1,25γM2​=1,25 aplica-se para ter em conta incertezas mais elevadas em fenómenos de estabilidade. As resistências de projeto são então Rd=Rk/γMR_d = R_k / \gamma_{M}Rd​=Rk​/γM​, onde RkR_kRk​ é a resistência característica. Os anexos nacionais podem ajustar estes valores, mas o conjunto recomendado promove a uniformidade entre os desenhos europeus. Esses fatores parciais permanecem inalterados na segunda geração.[10][12]

Os ajustes específicos do alumínio em fatores parciais consideram influências ambientais como temperatura e corrosão. Para temperaturas de serviço superiores a 80°C, mas até 100°C, fatores de redução de resistência são aplicados aos valores característicos antes do fatoramento parcial, usando XkT=Xk[1−k100(T−80)/20]X_{kT} = X_k [1 - k_{100}(T - 80)/20]XkT​=Xk​[1−k100​(T−80)/20], onde k100k_{100}k100​ depende do material (por exemplo, 0,1 para ligas de endurecimento por deformação, como as séries 3xxx e 5xxx, e 0,2 para ligas de endurecimento por precipitação, como a série 6xxx), para mitigar o amolecimento térmico sem alterar γM\gamma_MγM​. Os efeitos da corrosão são tratados através da seleção de materiais e provisões de durabilidade, em vez de fatores parciais modificados, garantindo integridade a longo prazo em ambientes agressivos. Estes ajustes integram-se com a filosofia de estado limite da EN 1990 para um design coeso.[10]

Ligas de alumínio e formas de produtos

O Eurocódigo 9 aborda principalmente o projeto de estruturas que utilizam ligas de alumínio forjado, com disposições limitadas para ligas fundidas, especificando aquelas adequadas para aplicações de suporte de carga com base no seu desempenho mecânico, soldabilidade e resistência à corrosão sob condições atmosféricas normais. A edição de segunda geração (2022) da EN 1999-1-1 introduz atualizações, incluindo uma nova liga EN-AW 5383 e um material de flambagem classe B (intermediário entre as classes A e C), resultando em três classes de flambagem no total.[9] O padrão permite ligas das séries 3xxx (liga de manganês), 5xxx (liga de magnésio), 6xxx (liga de magnésio-silício) e selecionadas 7xxx (liga de zinco), excluindo a série 1xxx de alumínio quase puro devido à resistência insuficiente para uso estrutural. Os graus estruturais comuns incluem 3103 (3xxx), 5083, 5383 e 5754 (5xxx), 6060, 6063 e 6082 (6xxx) e 7020 (7xxx), selecionados por seu equilíbrio de classificações de resistência, ductilidade e durabilidade (A para excelente resistência à corrosão em ambientes marinhos ou industriais, B para bom em condições moderadas e C para razoável em ambientes protegidos).

As ligas de alumínio no Eurocódigo 9 são categorizadas como tratáveis ​​termicamente ou não tratáveis ​​termicamente (endurecidas). As ligas tratáveis ​​termicamente, principalmente das séries 6xxx e 7xxx em têmperas como T4, T6 ou T66, alcançam resistência por meio do endurecimento por precipitação via tratamento térmico e envelhecimento artificial, tornando-as adequadas para aplicações de alta resistência como extrusões, embora exibam amolecimento significativo na zona afetada pelo calor (HAZ) após a soldagem. As ligas não tratáveis ​​termicamente das séries 3xxx e 5xxx, em têmperas como H14, H24, H111 ou H112, ganham resistência por meio de trabalho a frio ou endurecimento por deformação, oferecendo soldabilidade superior, resistência à corrosão e ductilidade para formas como folhas e placas, com redução mínima de HAZ. Os critérios de seleção enfatizam a adequação para soldagem (por exemplo, usando enchimentos das Tabelas 3.5 e 3.6 para combinar com o metal base e evitar rachaduras), resistência à corrosão (sem proteção adicional necessária para ligas listadas em condições normais) e resistência adequada, excluindo ligas 7xxx de alta resistência, como 7075, propensas a trincas por corrosão sob tensão.

As formas de produtos permitidas incluem produtos forjados, como folhas, tiras, placas (até 150 mm de espessura de acordo com EN 485), extrusões (perfis, tubos, hastes e barras de acordo com EN 755), tubos trefilados (de acordo com EN 754) e forjados (até 150 mm de espessura de acordo com EN 586), juntamente com peças fundidas limitadas (areia, frio ou molde permanente de acordo com EN 1706, excluindo fundições sob pressão). Os requisitos mínimos de espessura garantem a integridade estrutural: 0,6 mm para componentes gerais, 1,5 mm para elementos soldados e valores específicos para conexões (por exemplo, 5 mm para parafusos de aço, 8 mm para parafusos de alumínio). Ligas e formas não listadas nas tabelas da norma (por exemplo, 3.1a/b para ligas forjadas e 3.3 para peças fundidas) são excluídas do uso estrutural de suporte de carga, reservando-as para elementos não estruturais, como revestimentos ou fixadores.[9]

Propriedades Mecânicas e Físicas

As propriedades mecânicas das ligas de alumínio utilizadas no projeto estrutural de acordo com o Eurocódigo 9 são definidas pelos valores característicos de resistência de prova fof_ofo​ (0,2% de tensão de prova), resistência à tração fuf_ufu​ e alongamento após fratura AAA, conforme especificado na EN 1999-1-1 Cláusula 3.2.2 e Tabelas 3.2a – c (edição de 2022). Esses valores variam de acordo com a têmpera da liga, forma do produto (por exemplo, chapa, extrusão, forjamento) e espessura, com reduções aplicadas para seções mais espessas para compensar variações de fabricação. Por exemplo, a liga extrusada EN AW-6063 na têmpera T6 possui fo=160f_o = 160fo​=160 N/mm² e fu=195f_u = 195fu​=195 N/mm² para espessuras de até 25 mm, enquanto EN AW-6082 T6 atinge fo=260f_o = 260fo​=260 N/mm² e fu=310f_u = 310fu​=310 N/mm² para espessuras de até 15 mm. A edição 2022 inclui curvas de flambagem atualizadas com novos valores para α e λ₀ e fator de redução χ aprimorado, distinguindo entre soldas longitudinais e transversais. O alongamento AAA normalmente varia de 8% a 22% para ligas forjadas, garantindo ductilidade para aplicações estruturais, com valores mínimos garantidos por padrões de produtos como EN 755.[9]

Fatores de redução são aplicados a essas propriedades mecânicas para efeitos como soldagem, que causa amolecimento na zona afetada pelo calor (ZTA). Na cláusula 6.1.6 da EN 1999-1-1, a resistência de prova reduzida na ZAC é fo,haz=ρo,hazfof_{o,haz} = \rho_{o,haz} f_ofo,haz​=ρo,haz​fo​, onde o fator de redução ρo,haz\rho_{o,haz}ρo,haz​ (frequentemente denotado como βw\beta_wβw​) é ≤ 0,8 para ligas tratáveis termicamente como a série 6xxx, dependendo do tratamento térmico pós-soldagem e do tipo de liga; para ligas não tratáveis ​​termicamente, ρo,haz=1,0\rho_{o,haz} = 1,0ρo,haz​=1,0. As reduções dependentes da espessura estão incorporadas nos valores tabulados, com resistências mais baixas para espessuras maiores (por exemplo, fof_ofo​ cai de 110 N/mm² para 90 N/mm² para EN AW-6060 T6 além de 25 mm). Essas propriedades são influenciadas pela seleção da liga, como a série 6xxx para extrusões gerais ou 5xxx para aplicações marítimas soldáveis, agora incluindo EN-AW 5383.[9]

As propriedades físicas das ligas estruturais de alumínio são padronizadas como valores nominais na EN 1999-1-1 Cláusula 3.2.5 para uso em análise e projeto. O módulo de elasticidade é E=70 000E = 70,000E=70000 N/mm², o módulo de cisalhamento é G=26 000G = 26,000G=26000 N/mm² (derivado de G=E/[2(1+ν)]G = E / [2(1 + \nu)]G=E/[2(1+ν)]), e o índice de Poisson é ν=0,3\nu = 0,3ν=0,3. A densidade é ρ=2 700\rho = 2,700ρ=2700 kg/m³, e o coeficiente de expansão térmica linear é α=23×10−6\alpha = 23 \times 10^{-6}α=23×10−6 K⁻¹ na faixa de -20°C a +100°C. Estas constantes aplicam-se uniformemente às ligas forjadas, a menos que sejam modificadas pelos Anexos Nacionais.[9]

O comportamento tensão-deformação das ligas de alumínio carece de um patamar de escoamento claro, ao contrário do aço, e é modelado como bilinear com endurecimento por deformação e arredondamento próximo à tensão de prova, de acordo com o Anexo E da EN 1999-1-1. O projeto depende da tensão de prova de 0,2% fof_ofo​ para o limite elástico, com uma relação Ramberg-Osgood contínua para análise plástica: ϵ=σE+0,002(σfo)np\epsilon = \frac{\sigma}{E} + 0,002 \left( \frac{\sigma}{f_o} \right)^{n_p}ϵ=Eσ​+0,002(fo​σ​)np​, onde npn_pnp​ (expoente de Ramberg-Osgood) varia de 5 a 48 dependendo da liga e da têmpera (por exemplo, np=7n_p = 7np​=7 para EN AW-6063 T6). Aproximações lineares por partes são permitidas para cálculos simplificados, fazendo a transição do módulo elástico EEE para um módulo tangente em fof_ofo​.[9]

Classificação e Representação de Ações

No Eurocódigo 9 de segunda geração (EN 1999-1-1:2023), as ações em estruturas de alumínio são classificadas de acordo com a EN 1990 e a EN 1991 atualizada para garantir a integridade estrutural sob diversas condições de carregamento, com especial atenção às propriedades do material, como alta condutividade térmica e suscetibilidade à degradação ambiental.[1] A classificação distingue entre ações permanentes, variáveis ​​e acidentais, cada uma representada por valores característicos que explicam a sua natureza e variabilidade.

As ações permanentes (G) incluem peso próprio, equipamentos fixos e forças de protensão durante a montagem, tratadas como constantes ao longo do tempo e representadas pelos seus valores nominais ou característicos (G_k). As ações variáveis ​​(Q) abrangem cargas impostas por ocupação, vento, neve e outros efeitos transitórios, com valores característicos (Q_k) derivados da EN 1991, considerando fatores como variabilidade espacial para distribuições de vento e neve entre estruturas. As ações acidentais (A) abrangem eventos como incêndio, impacto ou explosões, também especificados na EN 1991 com valores característicos adaptados à gravidade do evento.

As influências ambientais são essenciais para a representação da ação, especialmente para a durabilidade do alumínio. A corrosão é abordada através de classes de exposição e classificações de durabilidade da liga (A, B ou C) nas Tabelas 3.1a e 3.1b, exigindo projetos que permitam inspeção e manutenção para evitar perda de capacidade sob condições atmosféricas normais, com orientação no Anexo D para medidas de proteção. As ações indutoras de fadiga, como as do tráfego ou do vento, são classificadas como ações variáveis ​​e avaliadas de acordo com a EN 1999-1-3 para estruturas sujeitas a carregamentos cíclicos.

As estruturas de alumínio apresentam sensibilidades específicas às ações térmicas, que são tratadas como influências ambientais pela EN 1991-1-5, com variações uniformes de temperatura (ΔT_u) que podem atingir até ±50°C em condições climáticas extremas, e componentes diferenciais (por exemplo, gradientes lineares ΔT_M) normalmente na faixa de 10–20°C dependendo do tipo de estrutura e localização.[13] Esses diferenciais induzem deformações e tensões, particularmente em elementos soldados onde zonas afetadas pelo calor podem amplificar os efeitos, necessitando de inclusão na análise global de deformações e estabilidade.

Situações de projeto e combinações de carga

No Eurocódigo 9, as situações de projeto são categorizadas de acordo com os princípios delineados na EN 1990, abrangendo situações persistentes e transitórias para utilização estrutural normal, bem como situações acidentais e sísmicas para eventos excecionais. Situações persistentes representam condições de longo prazo durante a vida útil projetada da estrutura, incluindo exposição a ações atmosféricas e cargas variáveis ​​das operações diárias. Situações transitórias abrangem cenários de curto prazo, como aqueles durante fases de construção, manutenção ou carregamento temporário. As situações acidentais abordam ocorrências raras como incêndios ou impactos, com regras específicas para estruturas de alumínio sob temperaturas elevadas previstas na EN 1999-1-2. As situações sísmicas, quando aplicável, são tratadas com referência à EN 1998, integrando as ações sísmicas no quadro geral de projeto para componentes de alumínio.

As combinações de carga para estruturas de alumínio seguem a abordagem sistemática do Anexo A da EN 1990, garantindo que os efeitos das ações combinadas não excedem a capacidade da estrutura. Para o estado limite último (ULS) em situações persistentes e transitórias, a combinação fundamental normalmente envolve ações permanentes GkG_kGk​ e a ação variável principal QkQ_kQk​, como 1,35Gk+1,5Qk1,35G_k + 1,5Q_k1,35Gk​+1,5Qk​, com ações variáveis acompanhantes reduzidas por fatores ψ0\psi_0ψ0​, ψ1\psi_1ψ1​, ou ψ2\psi_2ψ2​. Em situações acidentais, as combinações incluem o valor de projeto da ação acidental AdA_dAd​ juntamente com ações permanentes e ações variáveis ​​reduzidas, por exemplo, Gk+Ad+ψ1iQk,iG_k + A_d + \psi_{1i}Q_{k,i}Gk​+Ad​+ψ1i​Qk,i​. Para situações sísmicas, as combinações estão alinhadas com os requisitos da EN 1998, tratando as ações sísmicas como cargas variáveis ​​primárias na verificação ULS. Os estados limites de serviço (SLS) usam combinações características, frequentes ou quase permanentes, como Gk+QkG_k + Q_kGk​+Qk​ para eventos raros ou Gk+ψ2QkG_k + \psi_2 Q_kGk​+ψ2​Qk​ para combinações frequentes, para verificar deformações e outros critérios de serviço.

As considerações específicas do alumínio nas combinações de carga levam em conta a sensibilidade do material aos efeitos térmicos e às cargas cíclicas. As deformações térmicas são incorporadas como εth=αΔT\varepsilon_{th} = \alpha \Delta Tεth​=αΔT, onde o coeficiente de expansão linear α=23×10−6/∘C\alpha = 23 \times 10^{-6} /^\circ\mathrm{C}α=23×10−6/∘C se aplica a mudanças de temperatura ΔT\Delta TΔT de influências ambientais ou exposição ao fogo. Essas deformações são combinadas com ações mecânicas tanto no ULS quanto no SLS para capturar expansões diferenciais em conexões ou montagens. Para a fadiga, que se enquadra no ULS, as combinações de carga derivam de espectros de ação variáveis, conforme detalhado na EN 1999-1-3, com foco em espectros de faixa de tensão em vez de equivalentes estáticos.

A verificação nestas situações de cálculo requer a comparação do efeito de cálculo EdE_dEd​, obtido a partir da combinação de carga dominante através da análise estrutural, com a resistência de cálculo correspondente RdR_dRd​. Isso garante Ed≤RdE_d \leq R_dEd​≤Rd​ para todas as situações relevantes, com métodos de análise (por exemplo, análise global elástica ou plástica) selecionados com base na ductilidade da liga e nas demandas da situação. As classificações de acção, tais como permanente ou variável da EN 1991, informam os factores de combinação, mas são aplicadas sem alterar a filosofia de verificação central.

Métodos de Análise

A segunda geração do Eurocódigo 9 (EN 1999-1-1, 2022) especifica métodos de análise para determinar forças internas, momentos e deformações em estruturas de alumínio, principalmente através de técnicas de análise global que levam em conta as propriedades únicas do material, como seu módulo de elasticidade inferior em comparação ao aço (E = 70 GPa) e ductilidade limitada em certas ligas. Inclui novas disposições para ligas como EN-AW 5383 e tipologias estruturais como pontes (Anexo S) e vigas mistas de alumínio-concreto (Anexo U).[1] A norma enfatiza a análise global elástica como a abordagem padrão, adequada para todas as estruturas, ao mesmo tempo que permite a análise global plástica sob condições restritas para alavancar capacidades de carga mais altas onde a ductilidade permitir. Esses métodos são descritos na seção 5.4 da EN 1999-1-1, integrando-se com princípios mais amplos de modelagem estrutural para garantir o equilíbrio com as ações de projeto da EN 1991.[9]

A análise global elástica linear de primeira ordem forma a base para a maioria dos projetos, assumindo um comportamento tensão-deformação linear até o ponto de escoamento, independentemente do nível de tensão real alcançado.[9] Este método calcula forças e momentos internos usando a geometria não deformada e é aplicável mesmo quando as resistências da seção transversal são avaliadas plasticamente ou limitadas por encurvadura local. Para pórticos sensíveis à oscilação, a análise de segunda ordem deve ser empregada para capturar os efeitos P-Δ quando o fator de carga crítica elástica α_cr = F_cr / F_Ed for menor que 10, onde F_cr é a carga de flambagem crítica elástica e F_Ed a carga de projeto; isso amplifica os momentos por um fator de 1 / (1 - 1/α_cr) para levar em conta os aumentos nas forças induzidos pela deformação. Nas estruturas de alumínio, a menor rigidez aumenta a importância destes efeitos de segunda ordem, exigindo potencialmente procedimentos iterativos ou métodos de elementos finitos (referenciados na EN 1993-1-5) para geometrias complexas.[9]

A análise global plástica é permitida apenas para estruturas com capacidade de rotação suficiente em locais de dobradiças plásticas, limitadas a seções transversais de classe 1 em ligas dúcteis (por exemplo, aquelas com expoente Ramberg-Osgood n_p ≥ 5, como certas séries 5xxx). As seções transversais devem ser duplamente simétricas ou simples com o plano de simetria alinhado à rotação da dobradiça, e as dobradiças plásticas nas juntas requerem resistência adequada para manter a dobradiça dentro do membro ou sustentar a resistência plástica durante a rotação. As restrições específicas do alumínio incluem a proibição deste método para vigas com soldaduras transversais no lado de tensão em locais de articulação devido ao amolecimento da zona afetada pelo calor e a garantia da estabilidade do membro de acordo com a secção 6.3; detalhes da capacidade de rotação são fornecidos no Anexo G, com recomendações específicas da viga no Anexo H. Para juntas soldadas, a redistribuição do momento é limitada a não mais que 10% para evitar deformações inelásticas excessivas.[9][14]

Métodos simplificados, como abordagens de comprimento efetivo para flambagem ou fatores de amplificação aproximados (por exemplo, momentos aumentados em 1 + α_c N_Ed / N_cr, com α_c = 1 para análise elástica), são permitidos, desde que os erros de precisão permaneçam abaixo de 5% em comparação com análises avançadas, como modelagem de elementos finitos. As atualizações de 2022 incluem cálculos simplificados para maior praticidade. As tensões térmicas, decorrentes do elevado coeficiente de expansão linear do alumínio (α ≈ 23 × 10^{-6} /°C), devem ser incorporadas na análise onde as variações de temperatura induzem deformações significativas, normalmente através de ações ambientais em situações de projeto. Imperfeições podem ser introduzidas na modelagem para simular desvios do mundo real, mas os valores detalhados são tratados separadamente.[1]

Modelagem e Imperfeições

Na edição de 2022 do Eurocódigo 9 (EN 1999-1-1), a modelagem estrutural para estruturas de alumínio normalmente emprega elementos de viga para representar membros lineares na análise global, assumindo comportamento elástico linear, a menos que a análise plástica seja justificada pela curva tensão-deformação do material (por exemplo, usando o modelo Ramberg-Osgood com parâmetros da Tabela 3.2, atualizado para incluir novas ligas como EN-AW 5383). Para componentes do tipo placa, elementos de casca são usados ​​para capturar efeitos locais, enquanto o método da largura efetiva aborda a encurvadura local reduzindo a área da seção transversal ou o módulo da seção em zonas de compressão, com fatores de redução ρ derivados dos limites de esbeltez na cláusula 6.1.4. As juntas são modeladas como simples, nominalmente fixadas, rígidas ou semicontínuas com base na classe de execução e nos detalhes da conexão, incorporando rigidez reduzida devido às zonas afetadas pelo calor (ZTA) no alumínio soldado; novas regras para a extensão da ZTA estão no Anexo Q.[1][9]

As imperfeições geométricas são contabilizadas através de desvios iniciais equivalentes para simular desvios reais e tensões residuais, garantindo uma análise conservadora sem cálculos de tensão separados. Para barras de compressão, a imperfeição inicial do arco é considerada como e_0 = L/1000 para classe de flambagem A, L/750 para classe B (nova em 2022) e L/500 para classe C, onde L é o comprimento da barra; estes valores representam a amplitude máxima e são aplicados no plano de encurvadura, com regras claras caso L/1000 não seja cumprido. As imperfeições de oscilação global para pórticos são especificadas como φ = 1/200 (ajustadas pelos fatores α_h e α_m para altura e distribuição de carga), aplicadas como deslocamentos laterais relativos iniciais entre andares para capturar efeitos de segunda ordem. As tensões residuais de extrusão ou soldagem, normalmente até 0,2 f_y (onde f_y é o limite de escoamento), são incorporadas de forma equivalente nessas imperfeições geométricas, em vez de serem modeladas explicitamente, refletindo o módulo inferior do alumínio em comparação ao aço. Curvas de flambagem atualizadas (com novos valores α e λ_0) e Anexo V para condições de flambagem modificadas melhoram a precisão da modelagem.[9]

Imperfeições do material, como variabilidade na resistência ao escoamento e módulo (por exemplo, E = 70 GPa com tolerâncias por têmpera da liga), são abordadas por meio de fatores de segurança parciais γ_{M1} = 1,10 (para resistência de seção transversal) e γ_{M2} = 1,25 (para flambagem), que amplificam as cargas de projeto e reduzem as resistências do material para levar em conta a dispersão nas propriedades. Esses fatores garantem índices de confiabilidade alinhados aos princípios do Eurocódigo, calibrados com base em dados estatísticos para ligas de alumínio forjado.[9]

As considerações específicas do alumínio enfatizam as tolerâncias de execução de acordo com a EN 1090-3, que define classes (EXC1 a EXC4) para precisão de fabricação; por exemplo, as tolerâncias de retilineidade limitam o arco da barra a L/1000 na classe de execução 2 (comum para edifícios), influenciando as suposições de imperfeição no projeto. Distorções de soldagem, incluindo desalinhamento angular de até 0,5° por solda e arcos induzidos por contração de 1-2 mm/m, são mitigadas através de procedimentos pré e pós-soldagem, mas devem ser incluídas como imperfeições geométricas adicionais em estruturas sensíveis, afetando particularmente seções de paredes finas. Os novos anexos abrangem a modelação de coberturas espaciais treliçadas (Anexo T) e outras tipologias. Estas tolerâncias garantem a compatibilidade com os modelos de imperfeições do Eurocódigo 9, evitando a amplificação excessiva da deformação devido à ductilidade e baixa rigidez do alumínio.[1]

Contenido

The 2022 second generation of EN 1999-1-1 provides updated rules for ultimate limit states (ULS) in aluminium structures, building on the 2007 edition with simplifications, new material provisions, and enhanced buckling assessments. Key updates include a refined buckling material classification with an intermediate Class B, new buckling curves, the addition of alloy EN-AW 5383, and annexes for specialized ULS verifications in bridges, lattice spatial roofs, and composite aluminium-concrete beams. Partial safety factors remain γM1=1.0\gamma_{M1} = 1.0γM1​=1.0 (yielding and buckling; National Annex may specify 1.1) and γM2=1.25\gamma_{M2} = 1.25γM2​=1.25 (rupture). These ensure design actions do not exceed resistances, accounting for cross-section class, effective properties, and heat-affected zone (HAZ) effects from welding, now detailed in Annex Q using hardness tests.[1][9]

Resistência da seção transversal

A resistência da seção transversal verifica a capacidade dos membros de alumínio sob ELU para ações que induzem tensão, flexão, cisalhamento e torção. As verificações garantem que as ações de projeto (por exemplo, NEdN_{Ed}NEd​, MEdM_{Ed}MEd​, VEdV_{Ed}VEd​) não excedam as resistências de projeto (NRdN_{Rd}NRd​, MRdM_{Rd}MRd​, VRdV_{Rd}VRd​), usando resistências características como a resistência de prova de 0,2% fof_ofo​ e a resistência à tração final fuf_ufu​, aplicado com fatores de segurança parciais γM1=1,0\gamma_{M1} = 1,0γM1​=1,0 e γM2=1,25\gamma_{M2} = 1,25γM2​=1,25. A edição de 2022 introduz regras para carregamento fora do plano em chapas reforçadas e novos métodos de conexão, como soldagem por fricção e mistura (FSW), canais de parafusos e ranhuras de parafusos, que influenciam os cálculos de resistência. Ao contrário do aço, o alumínio não se beneficia do endurecimento por deformação na flambagem local devido à menor ductilidade, mantendo limites conservadores de esbelteza. O amolecimento da ZTA resultante da soldagem é abordado com determinação de extensão atualizada no Anexo Q.[1][9]

Classificação de seções transversais

As seções transversais são classificadas em quatro classes com base na capacidade de desenvolver resistência plástica e resistir à flambagem local, usando razões largura-espessura (β=b/t\beta = b/tβ=b/t ou c/tc/tc/t) em relação aos limites envolvendo ε=250/fo\varepsilon = \sqrt{250/f_o}ε=250/fo​​ (em MPa), onde fof_ofo​ é de tabelas específicas para ligas, agora incluindo EN-AW 5383. Classe 1 atinge capacidade plástica total com rotação para análise plástica; Classe 2 atinge momento plástico sem rotação significativa; Classe 3 limitada à resistência elástica até fof_ofo​; A classe 4 requer propriedades efetivas devido à flambagem local antes do escoamento. Os limites dependem da classe de flambagem (A para ligas de alta ductilidade, B intermediária, C para menor ductilidade ou uso em alta temperatura), presença de solda (limites de redução devido à ZTA com fatores ρo,haz\rho_{o,haz}ρo,haz​ e ρu,haz\rho_{u,haz}ρu,haz​) e distribuição de tensão. A edição de 2022 refina a Classe B como intermediária entre A e C, com distinção mais clara para soldas longitudinais versus transversais. Por exemplo, flanges de compressão (outstands) na classe de flambagem A sem soldas têm limite de classe 3 c/t≤14εc/t \leq 14\varepsilonc/t≤14ε, enquanto os elementos de compressão internos atingem b/t≤22εb/t \leq 22\varepsilonb/t≤22ε.[1][9]

A tabela a seguir resume os principais limites de esbeltez (β/ε\beta / \varepsilonβ/ε) para elementos comuns sob compressão uniforme (ψ=1\psi = 1ψ=1), excluindo almas de cisalhamento (da Tabela 6.2 da EN 1999-1-1, inalterados nos valores principais, mas contextualizados com novas classes).[9]

Para a Classe 4, fator de redução ρ=1\rho = 1ρ=1 se estiver dentro dos limites da Classe 3, caso contrário baseado na tensão crítica elástica σcr=kσπ2E/[12(1−ν2)(b/t)2]\sigma_{cr} = k_\sigma \pi^2 E / [12(1 - \nu^2) (b/t)^2]σcr​=kσ​π2E/[12(1−ν2)(b/t)2] com E=70E = 70E=70 GPa e ν=0,3\nu = 0,3ν=0,3, produzindo espessura efetiva teff=ρtt_{eff} = \rho tteff​=ρt. Os efeitos HAZ se aplicam sobre a largura bhazb_{haz}bhaz​, usando forças reduzidas.[9]

Resistência à tensão

A força de tração de projeto NEdN_{Ed}NEd​ deve satisfazer NEd≤NRdN_{Ed} \leq N_{Rd}NEd​≤NRd​, onde NRdN_{Rd}NRd​ é o mínimo das resistências de escoamento e ruptura, usando áreas brutas ou líquidas com γM1=1,0\gamma_{M1} = 1,0γM1​=1,0 e γM2=1,25\gamma_{M2} = 1,25γM2​=1,25. Para seções de Classe 1, 2 ou 3, a resistência ao escoamento é No,Rd=Afo/γM1N_{o,Rd} = A f_o / \gamma_{M1}No,Rd​=Afo​/γM1​, com área bruta AAA reduzida para HAZ se soldada. Para a Classe 4, use a área efetiva AeffA_{eff}Aeff​. A ruptura na seção da rede é Nu,Rd=0,9Anetfu/γM2N_{u,Rd} = 0,9 A_{net} f_u / \gamma_{M2}Nu,Rd​=0,9Anet​fu​/γM2​, contabilizando buracos e escalonamento. A edição de 2022 melhora as regras para pontas em T equivalentes em tensão para juntas. Para seções soldadas, use ρu,hazfu\rho_{u,haz} f_uρu,haz​fu​.[1]

Resistência à flexão

A resistência à flexão verifica MEd≤MRdM_{Ed} \leq M_{Rd}MEd​≤MRd​ sobre os eixos principais, com MRdM_{Rd}MRd​ como mínimo de escoamento e ruptura, usando módulos elásticos ou plásticos. Para Classe 1 ou 2, Mo,Rd=Wplfo/γM1M_{o,Rd} = W_{pl} f_o / \gamma_{M1}Mo,Rd​=Wpl​fo​/γM1​; A classe 3 usa Welfo/γM1W_{el} f_o / \gamma_{M1}Wel​fo​/γM1​; A classe 4 usa WeffW_{eff}Weff​ efetivo. Para HAZ, reduza com ρo,haz\rho_{o,haz}ρo,haz​; ruptura Mu,Rd=Wnetfu/γM2M_{u,Rd} = W_{net} f_u / \gamma_{M2}Mu,Rd​=Wnet​fu​/γM2​. Interação com força axial: MN,Rd=MRd[1−n/(n+0,5)]M_{N,Rd} = M_{Rd} [1 - n / (n + 0,5)]MN,Rd​=MRd​[1−n/(n+0,5)] mas ≤ MRdM_{Rd}MRd​, n=NEd/NRdn = N_{Ed} / N_{Rd}n=NEd​/NRd​. Novas regras de 2022 para carregamento fora do plano em placas.[1]

Resistência ao cisalhamento e à torção

Cisalhamento: VEd≤VRd=Av(fo/3)/γM1V_{Ed} \leq V_{Rd} = A_v (f_o / \sqrt{3}) / \gamma_{M1}VEd​≤VRd​=Av​(fo​/3​)/γM1​, critério de von Mises. AvA_vAv​ varia de acordo com a seção; para teias delgadas, verifique a flambagem. Torção: St. Venant e empenamento combinados, τt,Ed2+τw,Ed2≤(fo/3)/γM1\sqrt{\tau_{t,Ed}^2 + \tau_{w,Ed}^2} \leq (f_o / \sqrt{3}) / \gamma_{M1}τt,Ed2​+τw,Ed2​​≤(fo​/3​)/γM1​. A interação com a flexão reduz VRdV_{Rd}VRd​. As atualizações de 2022 incluem disposições para FSW em contextos de cisalhamento.[1]

Estabilidade de membros e flambagem

A estabilidade sob compressão, flexão e ações combinadas utiliza fatores de redução que levam em conta imperfeições e propriedades do alumínio (E = 70 GPa). Resistência à flambagem de cálculo Nb,Rd=χAfo/γM1N_{b,Rd} = \chi A f_o / \gamma_{M1}Nb,Rd​=χAfo​/γM1​, com γM1=1,0\gamma_{M1} = 1,0γM1​=1,0 (NA 1.1). Esbeltez λˉ=Lcr/(iλ1)\bar{\lambda} = L_{cr} / (i \lambda_1)λˉ=Lcr​/(iλ1​), λ1=93,9ε\lambda_1 = 93,9 \varepsilonλ1​=93,9ε. Redução χ=1/[Φ+Φ2−λˉ2]≤1,0\chi = 1 / [\Phi + \sqrt{\Phi^2 - \bar{\lambda}^2}] \leq 1,0χ=1/[Φ+Φ2−λˉ2​]≤1,0, Φ=0,5[1+α(λˉ−0,2)+λˉ2]\Phi = 0,5 [1 + \alpha (\bar{\lambda} - 0,2) + \bar{\lambda}^2]Φ=0,5[1+α(λˉ−0,2)+λˉ2], com α\alphaα de curvas de flambagem atualizadas (a a d, agora incluindo aw, bw, cw para soldados, adaptados às classes A, B, C; Novas curvas de 2022 melhoram a precisão com base em pesquisas, com Classe B intermediária; regras especiais se imperfeição > L/1000. Nenhuma redução se λˉ≤0,2\bar{\lambda} \leq 0,2λˉ≤0,2. Para soldados, aplica-se o fator K.[1][9]

Flambagem lateral-torcional (LTB): Mb,Rd=χLTWefffo/γM1M_{b,Rd} = \chi_{LT} W_{eff} f_o / \gamma_{M1}Mb,Rd​=χLT​Weff​fo​/γM1​, com χLT\chi_{LT}χLT​ atualizado usando novas curvas (αLT\alpha_{LT}αLT​ 0,21 a 0,49). Dispensado se λˉLT<0,4\bar{\lambda}_{LT} < 0,4λˉLT​<0,4 ou restrito. Para soldados, fatores β\betaβ, βv\beta_vβv​.

Axial e flexão combinados: fórmulas de interação, por exemplo, NEdχyNRd+kyMy,EdχLTMy,Rd+kyzMz,EdMz,Rd≤1.0\frac{N_{Ed}}{\chi_y N_{Rd}} + k_y \frac{M_{y,Ed}}{\chi_{LT} M_{y,Rd}} + k_{yz} \frac{M_{z,Ed}}{M_{z,Rd}} \leq 1.0χy​NRd​NEd​​+ky​χLT​My,Rd​My,Ed​​+kyz​Mz,Rd​Mz,Ed​​≤1.0, com fatores kkk para gradientes. Para oco: (NEdNRd)1,7+0,6(My,EdMy,Rd+Mz,EdMz,Rd)≤1,0\left( \frac{N_{Ed}}{N_{Rd}} \right)^{1,7} + 0,6 \left( \frac{M_{y,Ed}}{M_{y,Rd}} + \frac{M_{z,Ed}}{M_{z,Rd}} \right) \leq 1,0(NRd​NEd​​)1,7+0,6(My,Rd​My,Ed​​+Mz,Rd​Mz,Ed​​)≤1,0. Novos anexos (S, T, U) fornecem regras ULS para tipologias específicas. Todos incorporam HAZ de acordo com o Anexo Q.[1][9]

Limites de Deformação e Deflexão

O Eurocódigo 9, especificamente EN 1999-1-1 (edição de 2022), aborda os limites de deformação e deflexão como parte dos estados limites de utilização (SLS) para garantir que as estruturas de alumínio mantêm a funcionalidade, a aparência e a usabilidade em condições de serviço, sem deformações excessivas que possam prejudicar os elementos não estruturais ou o conforto do utilizador.[1] Estes limites são verificados através de análise elástica com combinações de ações características ou frequentes conforme definido na EN 1990, empregando o segundo momento efetivo da estrutura da área IserI_{ser}Iser​ para contabilizar a encurvadura local quando aplicável. Ao contrário dos estados limites últimos, as verificações SLS usam um fator parcial γM,ser=1,0\gamma_{M,ser} = 1,0γM,ser​=1,0, com foco em deformações reversíveis e irreversíveis calculadas com o módulo de elasticidade do material E=70E = 70E=70 GPa para ligas de alumínio forjado. Este valor EEE mais baixo - em comparação com os 210 GPa do aço - resulta em maior flexibilidade, necessitando de controles de deflexão mais rígidos para evitar flacidez ou distorção desproporcional em projetos de alumínio.

Os limites de deflexão para membros verticais, como vigas e pisos, são normalmente definidos em w≤L/250w \leq L/250w≤L/250 para deflexão total (incluindo ações variáveis ​​e permanentes) para evitar danos a acabamentos frágeis ou divisórias, e w≤L/500w \leq L/500w≤L/500 para o componente de carga variável para limitar fluência de longo prazo ou efeitos reversíveis. As deflexões horizontais em colunas ou pórticos são limitadas a w≤H/200w \leq H/200w≤H/200, onde HHH é a altura do piso ou altura total, para controlar o balanço e manter o alinhamento do revestimento ou envidraçamento. Estes limites, extraídos das recomendações do Anexo A1 da EN 1990, podem ser ajustados ou especificados detalhadamente pelos Anexos Nacionais com base em requisitos específicos do projeto, como a presença de elementos não estruturais sensíveis. Para deformações reversíveis, a verificação ocorre sob combinações características, enquanto os efeitos irreversíveis (por exemplo, devido à fluência) utilizam combinações frequentes para garantir que a estrutura permaneça dentro de limites aceitáveis ​​ao longo da sua vida útil. A edição de 2022 mantém estas disposições básicas do SLS, com menos parâmetros determinados a nível nacional (reduzidos de 89 para 49) para uma maior harmonização em toda a Europa.[1]

As estruturas de alumínio exigem a consideração das deformações iniciais e da curvatura para compensar as deflexões previstas. Os limites de não retilinidade para barras são geralmente definidos em ≤L/750\leq L/750≤L/750, onde LLL é o comprimento da barra, para simular imperfeições de fabricação sem comprometer o desempenho do serviço. A pré-curvatura é recomendada para neutralizar deflexões irreversíveis, com a curvatura inicial c0c_0c0​ projetada de tal forma que c0≥wirrevc_0 \geq w_{irrev}c0​≥wirrev​, garantindo que a forma deformada final se alinhe com as tolerâncias funcionais. As deflexões térmicas, proeminentes devido ao coeficiente de expansão térmica do alumínio α=23×10−6/∘C\alpha = 23 \times 10^{-6} /^\circ\mathrm{C}α=23×10−6/∘C, são calculadas como εth=αΔTL\varepsilon_{th} = \alpha \Delta T Lεth​=αΔTL e incorporadas em verificações de deformação total, especialmente em ambientes com temperatura variável, como telhados ou fachadas. Estas disposições destacam a necessidade de critérios SLS personalizados no projeto de alumínio, onde a conformidade inerente do material exige um controle vigilante para corresponder ao desempenho de alternativas mais rígidas como o aço.

Durabilidade e controle de vibração

A durabilidade no Eurocódigo 9 centra-se em garantir que as estruturas de alumínio mantêm a sua capacidade de suporte de carga e funcionalidade ao longo da vida útil projetada, principalmente através da resistência à corrosão e de medidas de proteção adequadas. As ligas de alumínio listadas na EN 1999-1-1, como EN AW-5005, 5083, 5754 e a recém-incluída EN-AW 5383 (classificação A para excelente durabilidade), apresentam resistência inerente à corrosão devido à sua camada de óxido natural sob condições atmosféricas normais, permitindo o uso sem proteção de superfície para aplicações típicas de construção. Para ambientes mais agressivos, as estruturas devem ser projetadas para facilitar a inspeção, manutenção e reparo, com espessuras mínimas de material de pelo menos 0,6 mm para componentes e 1,5 mm para peças soldadas, para compensar o potencial adelgaçamento induzido pela corrosão.

As estratégias de proteção contra corrosão são orientadas pelas condições de exposição categorizadas pela EN ISO 12944-2, variando de C1 (corrosividade muito baixa, por exemplo, edifícios aquecidos) a C5 (muito alta, por exemplo, atmosferas industriais ou marítimas agressivas). As recomendações no Anexo D da EN 1999-1-1 especificam tratamentos de proteção para exposições severas, incluindo revestimentos orgânicos como pintura ou revestimento em pó para ambientes industriais e marítimos, e anodização para resistência superficial decorativa ou aprimorada em ambientes urbanos ou costeiros. A susceptibilidade do alumínio à corrosão galvânica quando em contacto com metais diferentes, como o aço, é mitigada através de barreiras isolantes como juntas, anilhas ou revestimentos betuminosos, particularmente em condições húmidas; por exemplo, os fixadores de aço inoxidável são preferidos aos revestidos de zinco em exposições C3–C5 para evitar ataques eletroquímicos. As classificações de durabilidade da liga (A: excelente, B: boa, C: razoável) determinam a extensão da proteção necessária, com ligas de classificação C exigindo medidas adicionais em locais poluídos ou marinhos para evitar corrosão por picadas ou fendas.

O controle de vibração sob estados limites de utilização (SLS) na EN 1999-1-1 aborda efeitos dinâmicos para garantir o conforto do usuário e a funcionalidade estrutural, especialmente devido ao menor módulo de elasticidade do alumínio (70 GPa) em comparação com o aço, que pode amplificar deflexões e vibrações. A secção 7.2.3 exige a verificação de que as vibrações provenientes de fontes como atividades humanas, máquinas, vento ou tráfego não causam desconforto ou danos, com limites normalmente especificados em anexos nacionais ou requisitos de projeto, em vez de valores fixados universalmente. Para estruturas de piso, a orientação geral do Eurocódigo sugere manter a frequência natural fundamental acima de 3–5 Hz para evitar ressonância com excitações de caminhada e limitar as acelerações de pico a 0,005–0,01g, ajustadas para as propriedades do alumínio e taxas de amortecimento em torno de 0,01–0,02 para dissipar a energia de forma eficaz. Estas medidas complementam as verificações de deflexão estática, garantindo que o SLS reversível não seja excedido durante o uso normal.

Avaliação de fadiga

A avaliação da fadiga no Eurocódigo 9, especificamente EN 1999-1-3:2023, aborda o estado limite de fratura induzido por carregamento cíclico em estruturas de alumínio, aplicando-se a projetos de vida útil seguros, projetos tolerantes a danos e projetos assistidos por testes.[15] Abrange ligas de alumínio forjado, excluindo as de baixa resistência, como EN AW-3005 e EN AW-6060 T5, e concentra-se na fadiga de alto ciclo causada por ações como oscilações induzidas pelo vento ou vibrações de máquinas. As regras enfatizam métodos de tensão nominal, ponto quente ou tensão nominal modificada, com fatores parciais γ_Ff para cargas (normalmente 1,0) e γ_Mf para resistência à fadiga (1,0 a 1,5 dependendo da classe).

A resistência à fadiga é determinada usando curvas S-N, que representam a faixa de tensão Δσ em relação ao número de ciclos até a falha N em uma escala log-log, representando a média menos dois desvios padrão dos dados de teste para uma probabilidade de sobrevivência de 97,7%. Essas curvas são definidas para categorias de detalhes que classificam detalhes construtivos com base em fatores como geometria, qualidade de execução e material, com resistência à fadiga de referência Δσ_C em 2×10^6 ciclos e inclinações m1 (para 10^5 ≤ N ≤ 5×10^6 ciclos) e m2 = m1 + 2 (para N mais alto até 10^8 ciclos). A segunda geração inclui categorias refinadas para juntas soldadas em ângulo e aparafusadas, e novas categorias para soldas por fricção e mistura (FSW), que oferecem maior resistência à fadiga (por exemplo, até a categoria 100 para certos detalhes FSW em ligas 5xxx). Por exemplo, material forjado simples (por exemplo, chapa usinada) tem categoria 140 com Δσ_C = 140 N/mm² e m1 = m2 = 7, enquanto uma solda de topo transversal (penetração total, rente ao solo) é categoria 56 com Δσ_C = 56 N/mm² e m1 = m2 = 7; soldas de ângulo em juntas sobrepostas normalmente caem para a categoria 28 com Δσ_C = 28 N/mm² e m1 = 3, m2 = 5. Um limite de fadiga de amplitude constante Δσ_D se aplica a 5×10^6 ciclos para material simples (ou 2×10^6 para alguns detalhes), abaixo do qual as tensões não são prejudiciais até 10^8 ciclos, embora os detalhes soldados não tenham um joelho verdadeiro e continuem inclinado.[1]

A verificação para carregamento de amplitude constante requer que a faixa de tensão de projeto satisfaça Δσ / γ_Mf ≤ Δσ_C, onde Δσ_C é da curva S-N aplicável; para amplitude variável, a contagem do fluxo de chuva deriva um espectro de tensão, e o acúmulo linear de danos via regra de Miner garante Σ (n_i / N_i) ≤ 1, com N_i da curva SN para cada Δσ_i (γ_Mf / γ_Ff = 1,0 no cálculo de danos). Uma faixa de amplitude constante equivalente Δσ_E pode ser usada: γ_Ff Δσ_E ≤ Δσ_C / γ_Mf, calculada como Δσ_E = (Σ (n_i / N_T) (Δσ_i / Δσ_C)^m )^{1/m} × Δσ_C, onde N_T é o total de ciclos e m é a inclinação. Para fadiga de baixo ciclo (N <10 ^ 5), uma inclinação modificada m_a (por exemplo, 3–5 para ligas forjadas) ajusta a curva.

As faixas de tensão para soldas usam o método de ponto quente, que captura a tensão geométrica na ponta da solda (tensão principal transversal à ponta, excluindo efeitos de entalhe local) por meio de análise de elementos finitos com malhas finas (por exemplo, extrapolando em 0,4t e 1,0t da ponta, t = espessura). A intensidade do ponto quente se correlaciona com a categoria de um detalhe de referência, escalando Δσ_C,assess = Δσ_C,ref × (Δσ_HS,ref / Δσ_HS,assess), mantendo as mesmas inclinações; isso é essencial para o alumínio devido à sensibilidade da zona afetada pelo calor. A correção de espessura reduz Δσ_C para t > 25 mm: Δσ_C(t) = Δσ_C × (25 / t)^{0,2} (até t = 100 mm), aplicada à espessura do membro tensionado, refletindo a menor resistência à espessura do alumínio.

As estruturas de alumínio exibem um limite de resistência inferior ao do aço, com curvas SN apresentando declives mais acentuados (m = 3–7) devido à ductilidade reduzida e tensões residuais persistentes nas soldas (R efetivo ≈ 0,5–1,0, limitando os benefícios da tensão média). Ao contrário do Q-path do aço para detalhes não soldados, o Eurocódigo 9 utiliza rebaixamentos de categoria (por exemplo, de 1 a 3 para ligas 7xxx em ambientes marinhos) e níveis de qualidade (conforme EN ISO 10042) para levar em conta reduções de fadiga específicas da liga, sem nenhum tratamento térmico pós-soldagem assumido. Para peças fundidas, categorias como 71 (Δσ_C = 71 N/mm², m = 7) exigem limites de tamanho de poro ≤1,0 mm.[15]

Projeto de resistência ao fogo

A EN 1999-1-2:2023 especifica os princípios e regras para o projeto estrutural ao fogo de edifícios de alumínio, concentrando-se em garantir a resistência mecânica durante a exposição ao fogo, tendo em conta a sensibilidade do material a temperaturas elevadas.[16] As ações de incêndio são definidas através de curvas nominais de temperatura-tempo, como a curva padrão ISO 834, que representa um incêndio em um compartimento totalmente desenvolvido, ou a curva de hidrocarbonetos para cenários específicos, como túneis. As curvas paramétricas de incêndio, derivadas da EN 1991-1-2, proporcionam uma representação mais realista ao incorporar a geometria do compartimento, a ventilação e a carga de combustível, permitindo a duração total do incêndio, incluindo a fase de decomposição.

A resistência de projeto ao fogo, Rfi,d,tR_{\text{fi,d},t}Rfi,d,t​, é calculada modificando as resistências à temperatura ambiente da EN 1999-1-1 usando propriedades do material dependentes da temperatura, verificadas como Efi,d≤Rfi,d,tE_{\text{fi,d}} \leq R_{\text{fi,d},t}Efi,d​≤Rfi,d,t​ onde Efi,dE_{\text{fi,d}}Efi,d​ é o efeito de projeto das ações de fogo. Para membros de tensão sob temperatura uniforme, isso simplifica para Nfi,θ,Rd=kθ,al×NRd/γM,fiN_{\text{fi},\theta,\text{Rd}} = k_{\theta,\text{al}} \times N_{\text{Rd}} / \gamma_{M,\text{fi}}Nfi,θ,Rd​=kθ,al​×NRd​/γM,fi​, com kθ,alk_{\theta,\text{al}}kθ,al​ como o fator de redução de resistência para 0,2% de resistência de prova. Esses fatores variam de acordo com a liga; por exemplo, EN AW-6063-T6 retém kθ,al=1,0k_{\theta,\text{al}} = 1,0kθ,al​=1,0 a 20°C, cai para aproximadamente 0,6 a 200-300°C dependendo do tempo de exposição, e atinge 0 acima de 500-600°C. Reduções semelhantes se aplicam às resistências à flexão e ao cisalhamento, com fatores parciais γM,fi\gamma_{M,\text{fi}}γM,fi​ definidos como 1,0 para simplicidade no projeto de incêndio. A segunda geração inclui a reorganização do texto para uma melhor harmonização com outros Eurocódigos, mas sem alterações nos métodos ou factores principais.[1]

A estabilidade em condições de incêndio aborda a resistência à flambagem para membros comprimidos, dada por Nb,fi,θ,Rd=χfi×A×f0.2,θ/γM,fi/1.2N_{\text{b,fi},\theta,\text{Rd}} = \chi_{\text{fi}} \times A \times f_{0.2,\theta} / \gamma_{M,\text{fi}} / 1.2Nb,fi,θ,Rd​=χfi​×A×f0.2,θ​/γM,fi​/1.2, onde χfi\chi_{\text{fi}}χfi​ é o fator de flambagem reduzido da EN 1999-1-1, ajustado para módulo de temperatura elevada e resistência, e 1,2 leva em conta efeitos de fluência. Os comprimentos efetivos de encurvadura em caso de incêndio são encurtados para pórticos contraventados, tal como 0,5 vezes a altura do piso para pisos intermédios, para refletir a restrição parcial da estrutura circundante. Os requisitos de isolamento garantem classificações de resistência ao fogo como R30 a R120 minutos, onde R denota capacidade de carga sob a curva ISO 834, muitas vezes alcançada através de sistemas de proteção que limitam o aumento da temperatura do aço.

Anexos e Variações Nacionais

Os Anexos Nacionais do Eurocódigo 9 (série EN 1999) são publicados por cada estado membro da União Europeia (UE) e do Espaço Económico Europeu (EEE) para adaptar a norma europeia harmonizada às condições nacionais, principalmente através da especificação de Parâmetros Determinados Nacionalmente (NDPs).[10] Esses NDPs permitem escolhas de parâmetros como fatores de segurança parciais em materiais (por exemplo, γ_M1 = 1,10 recomendado para resistência de seção transversal e γ_M2 = 1,25 para resistência máxima), limites de deflexão para capacidade de manutenção, espessuras mínimas de material e classes de execução para refletir os requisitos locais de segurança, climáticos e regulatórios.[10] Cada anexo nacional é informativo e acompanha o texto do Eurocódigo, garantindo a conformidade com o Regulamento de Produtos de Construção, mantendo ao mesmo tempo os princípios fundamentais da diferenciação de fiabilidade e da concepção do estado limite.[10]

A segunda geração do Eurocódigo 9, publicada em 2023, reduz o número de PND de 89 para 49, simplificando as adaptações nacionais e introduzindo melhorias, como novas disposições materiais e regras de ligação que os Estados-Membros devem incorporar nos Anexos Nacionais atualizados.[1]

Exemplos específicos de cada país ilustram a flexibilidade dos PDN. No Reino Unido, o Anexo Nacional da BS EN 1990 (que rege as ações para o Eurocódigo 9) ajusta os fatores ψ para cargas de neve, permitindo que a neve seja geralmente ignorada em certas regiões e especificando fatores de combinação reduzidos (por exemplo, ψ_{0,2} = 0 para neve em alguns casos) para alinhar com os dados climáticos locais.[17] Na Alemanha, o Anexo Nacional integra considerações sísmicas referenciando os NDP da DIN EN 1998 (Eurocódigo 8), aplicando parâmetros de projeto resistentes a terremotos a estruturas de alumínio sob o Eurocódigo 9, tais como valores de aceleração do solo e fatores de importância adaptados às zonas sísmicas regionais.[18]

As variações entre os anexos nacionais incluem decisões sobre o estatuto dos anexos informativos no Eurocódigo, onde alguns países os elevam ao estatuto normativo (obrigatório), mantêm-nos como informativos ou excluem-nos inteiramente para se adequarem às práticas nacionais.[8] Na sequência do mandato de 2010 para os Eurocódigos como normas primárias na UE, muitos estados implementaram períodos de transição (normalmente de 3 a 5 anos) para eliminar gradualmente regras nacionais contraditórias, permitindo a adoção gradual de PDN e garantindo, ao mesmo tempo, a compatibilidade retroativa para projetos em curso.[19] As atualizações de segunda geração de 2023 exigem a revisão dos anexos nacionais existentes para se alinharem com NDPs reduzidos e novas disposições, como as relativas à soldadura por fricção e vigas mistas.[1]

Fora da UE/EEE, o Eurocódigo 9 foi adotado em países não europeus, muitas vezes com anexos nacionais personalizados. A Instituição Turca de Normalização (TSE) da Turquia incorporou os Eurocódigos, incluindo o Eurocódigo 9, no seu quadro nacional ao abrigo da Diretiva de Produtos de Construção, adaptando os NDP às condições sísmicas e climáticas locais desde o início da década de 2010.[20] Singapura adotou integralmente os Eurocódigos como seus padrões de projeto estrutural desde 2015, embora a adoção específica do Eurocódigo 9 com Anexos Nacionais permaneça limitada, concentrando-se em vez disso em Eurocódigos gerais para outros materiais, ao mesmo tempo que aborda fatores tropicais como a corrosão através de códigos locais.[21][22]

Aplicações práticas e estudos de caso

O Eurocódigo 9 facilitou o projeto de estruturas de alumínio em diversas aplicações, aproveitando as propriedades de leveza, resistência à corrosão e extrusabilidade do material para soluções estruturais eficientes. Nas fachadas arquitetónicas, os perfis de alumínio permitem sistemas de revestimento multifuncionais que integram suporte estrutural com elementos estéticos, como visto na renovação do Atomium em Bruxelas, onde os painéis de alumínio originais foram reciclados após quase 50 anos de exposição, demonstrando durabilidade sob condições corrosivas.[23] Para pontes, as disposições do código para limites de deflexão (por exemplo, L/600 para pontes rodoviárias) e avaliação de fadiga apoiam projetos leves que reduzem as cargas de fundação, como as passarelas pré-fabricadas de alumínio na Alemanha, que priorizam a facilidade de montagem e baixa manutenção.[23] As plataformas offshore se beneficiam das regras do Eurocódigo 9 para carregamento cíclico e execução em ambientes corrosivos, com aplicações em superestruturas, helideques e passarelas modulares que alcançam até 70% de redução de peso em comparação com equivalentes de aço.[23][24]

Os estudos de caso ilustram a implementação do Eurocódigo 9 em projetos específicos. Um exemplo prático envolve uma moldura de alumínio extrudado 6063-T6 para um perfil de parede cortina, onde a resistência à flexão é calculada considerando a encurvadura local e as propriedades efetivas da seção transversal, produzindo uma resistência ao momento de projeto de 5,57 kNm para uma seção Classe 4 com canais de parafuso integrados. Em estruturas de tráfego propensas à fadiga, como a reforma da Ponte Real Ferdinando na Itália, as diretrizes Parte 1-3 do Eurocódigo 9 para juntas soldadas e categorias de detalhes (por exemplo, Categoria 13.1 para fixações transversais) garantem vida segura sob cargas rodoviárias cíclicas, preservando a integridade histórica ao mesmo tempo em que atendem às fórmulas de interação modernas.[23][25] Para coberturas protegidas contra incêndio, o ENEL Dome em Roma emprega estruturas treliçadas de alumínio com chapas, aplicando os critérios de resistência ao fogo do Eurocódigo 9 (R, I, E) para alcançar grandes vãos com cargas permanentes mínimas, reforçadas por revestimentos anodizados para distribuição térmica.[23]

O Eurocódigo 9 de segunda geração de 2023 introduz melhorias práticas, como cálculos de encurvadura simplificados, novas categorias de detalhes para soldas por fricção em fadiga (Parte 1-3) e regras expandidas para chapas formadas a frio com sistemas sobrepostos (Parte 1-4), melhorando a aplicabilidade em pontes, fachadas e estruturas de casca. Essas atualizações também incluem anexos para usos especializados, como telhados espaciais treliçados e pinos soldados, promovendo uma adoção mais ampla.[1]

Ferramentas de software como o RFEM e o SCIA Engineer apoiam a conformidade com o Eurocódigo 9, automatizando verificações dos estados limites últimos e de utilização em elementos de alumínio, incluindo classes de encurvadura e reduções de ZTA, com módulos atualizados para provisões de segunda geração.[26][27] Variações nacionais, como as da Finlândia para o projeto de pontes, podem ajustar os fatores de carga, mas alinham-se com as regras básicas do Eurocódigo 9.[28]

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