Em uma estrutura, as ações atuantes são diversas. Um carregamento é, então, definido pela combinação das ações que têm probabilidades não desprezíveis de atuarem simultaneamente sobre a estrutura entre um período previamente estabelecido. As combinações das ações têm como objetivo principal solicitar a estrutura de maneira a determinar os efeitos mais desfavoráveis para a estrutura.
A verificação da segurança em relação aos estados limites últimos deve ser realizada em função das combinações últimas, enquanto que atreladas aos estados limites de serviço devem ser executadas em função das combinações de serviço.
2.4.1 Combinações últimas
As combinações últimas têm como peculiaridade a atuação das ações permanentes com seus valores característicos majorados. A NBR 8681 (ABNT, 2003) classifica as combinações últimas em: normais, especiais ou de construção e excepcionais.
2.4.1.1 Combinações últimas normais
Tais combinações preveem a ponderação por coeficientes majoradores das ações permanentes, diretas e indiretas. Em cada combinação última normal, uma das ações variáveis é considerada como principal, atuando com seu valor característico, enquanto que as outras ações variáveis são consideradas como secundárias, atuando com seus valores reduzidos. As combinações últimas normais são dadas pela conforma a Equação 2.2.
� = � ∙ � + � ∙ � + � ∙ (� + ∑ � ∙ � ) + � ∙ � ∙ � (2.2)
Onde:
� : valor de cálculo das ações para combinação última; � : ações permanentes diretas;
� : ações indiretas permanentes e variáveis; � : ações variáveis diretas;
� , � , � , � : coeficientes dispostos na Tabela 1; � , � : coeficientes dispostos na Tabela 2.
2.4.1.2 Combinações últimas especiais ou de construção
Para estas combinações vale a mesma combinação descrita no item anterior, tendo como diferença central o coeficiente de redução � substituído por � quando a atuação da ação principal tiver duração excessivamente curta, conforme a Equação 2.3. Logo, nessas combinações devem constar as ações permanentes, a ação variável especial com seus valor característico, além das outras ações variáveis com seus valores reduzidos de combinação.
� = � ∙ � + � ∙ � + � ∙ (� + ∑ � ∙ � ) + � ∙ � ∙ � (2.3)
Onde:
� : valor de cálculo das ações para combinação última; � : ações permanentes diretas;
� : ações indiretas permanentes e variáveis; � : ações variáveis diretas;
� , � , � , � : coeficientes dispostos na Tabela 1; � , � : coeficientes dispostos na Tabela 2.
2.4.1.3 Combinações últimas excepcionais
Nestas combinações diferencia-se a consideração da ação excepcional como ação variável principal, compondo a expressão com seu valor característico, enquanto que as outras ações variáveis secundárias são minoradas pelos coeficientes de redução, de acordo com a Equação 2.4. Tais combinações enquadram os casos de sismo, incêndio e colapso progressivo, entre outros.
� = � ∙ � + � ∙ � + � + � ∙ ∑ � ∙ � + � ∙ � ∙ � (2.4)
Onde:
� : valor de cálculo das ações para combinação última; � : ações permanentes diretas;
� : ações indiretas permanentes e variáveis; � : ações variáveis diretas;
� : ação excepcional;
� , � , � , � : coeficientes dispostos na Tabela 1; � , � : coeficientes dispostos na Tabela 2.
No caso das ações excepcionais, também, � pode ser substituído por � quando a atuação da ação principal tem duração excessivamente curta.
2.4.2 Combinações de serviço
As combinações de serviço têm como peculiaridade a atuação das ações permanentes com seus valores característicos sem majoração. A NBR 8681 (ABNT, 2003) classifica as combinações de serviço em: quase permanentes, frequentes e raras, dependendo do tempo de permanência na estrutura.
2.4.2.1 Combinações quase permanentes de serviço
Nestas combinações são levadas em conta a atuação de forma representativa nas estruturas, ou seja, atuam durante grande parte da vida útil das mesmas. A consideração dessas combinações é requerida na verificação do estado limite de deformação excessiva, tendo como principal característica a consideração das ações variáveis com seus valores reduzidos pelo fator de redução � , conforme a Equação 2.5.
� , = ∑ � , + ∑ � ∙ � , (2.5)
Onde:
� , : valor de cálculo das ações para combinações de serviço;
� : ações permanentes diretas; � : ações variáveis diretas;
� : fator de redução da combinação quase permanente.
2.4.2.2 Combinações frequentes de serviço
Nestas combinações de serviço, as ações se repetem diversas vezes ao longo da vida útil da estrutura, tendo a sua consideração necessária na verificação dos estados limites de formação e abertura de fissuras e de vibrações excessivas, além de poderem ser consideradas para verificações de estados limites de deformações excessivas oriundas de vento ou temperatura. Nas combinações frequentes de serviço, conforme demonstrada na Equação. 2.6, a ação variável principal é adotada com seu valor frequente, enquanto que as demais ações variáveis são utilizadas com seus valores quase permanentes.
� , = ∑ � , + � ∙ � , + ∑ � ∙ � , (2.6)
Onde:
� , : valor de cálculo das ações para combinações de serviço;
� : ações permanentes diretas; � : ações variáveis diretas; � , : ação variável principal;
� : fator de redução da combinação frequente;
� : fator de redução da combinação quase permanente.
2.4.2.3 Combinações raras de serviço
Por fim, nas combinações raras de serviço, as ações ocorrem poucas vezes ao longo de toda a vida da estrutura, fazendo-se necessária a sua consideração na verificação do estado limite de formação de fissuras. Nessas combinações, a ação variável principal é adotada com seu valor característico e as demais ações variáveis com seus valores frequentes, de acordo com a Equação 2.7.
� , = ∑ � , + � , + ∑ � ∙ � , (2.7)
Onde:
� , : valor de cálculo das ações para combinações de serviço;
� : ações permanentes diretas; � : ações variáveis diretas; � , : ação variável principal;
� : fator de redução da combinação frequente.