Norma Portuguesa

NP EN 1993-1-10 2010

Eurocdigo 3 Projecto de estruturas de ao Parte 1-10: Tenacidade dos materiais e propriedades segundo a espessura

Eurocode 3 Calcul des structures en acier Partie 1-10: Choix des qualits dacier vis--vis de la tnacit et des proprits dans le sens de lpaisseur

Eurocode 3 Design of steel structures Part 1-10: Material toughness and through-thickness properties

ICS 91.010.30; 91.080.10

DESCRITORES Eurocdigo; estruturas; estruturas de ao; espessura; tenacidade; aos; capacidade de carga

CORRESPONDNCIA Verso portuguesa da EN 1993-1-10: 2005 + AC:2009

HOMOLOGAO Termo de Homologao n. 74/2010, de 2010-03-25 A presente Norma resulta da reviso da NP ENV 1993-1-1:1998

ELABORAO CT 115 (LNEC)

EDIO Maro de 2010

CDIGO DE PREO XEC006

IPQ reproduo proibida

Rua Antnio Gio, 2 2829-513 CAPARICA PORTUGAL

Tel. + 351-212 948 100 Fax + 351-212 948 101 E-mail: ipq@mail.ipq.pt Internet: www.ipq.pt

Prembulo nacional Norma Europeia EN 1993-1-10:2005, foi dado estatuto de Norma Portuguesa em 2005-08-16 (Termo de Adopo n 1161/2005, de 2005-08-16). A presente Norma substitui a NP ENV 1993-1-1:1998 e constitui a verso portuguesa da EN 1993-1-10:2005 + AC:2009, a qual faz parte de um conjunto de normas integrantes do Eurocdigo 3: Projecto de estruturas de ao. Esta Norma constitui a Parte 1-10 do Eurocdigo 3 e apresenta linhas de orientao para a escolha do ao no que se refere tenacidade em relao rotura e s propriedades segundo a espessura de elementos soldados. A aplicao desta Norma em Portugal deve obedecer s disposies constantes do respectivo Anexo Nacional NA, que dela faz parte integrante. Neste Anexo so nomeadamente concretizadas as prescries explicitamente deixadas em aberto no corpo do Eurocdigo para escolha nacional, denominadas Parmetros Determinados a nvel Nacional (NDP).

NORMA EUROPEIA EN 1993-1-10 EUROPISCHE NORM Maio 2005 NORME EUROPENNE + AC EUROPEAN STANDARD Maro 2009

CEN

Comit Europeu de Normalizao Europisches Komitee fr Normung Comit Europen de Normalisation

European Committee for Standardization

Secretariado Central: Avenue Marnix 17, B-1000 Bruxelas

2005 CEN Direitos de reproduo reservados aos membros do CEN

Ref. n EN 1993-1-10:2005 + AC:2009 Pt

ICS: 91.010.30 Substitui a ENV 1993-1-1:1992

Verso portuguesa Eurocdio 3 Projecto de estruturas de ao

Parte 1-10: Tenacidade dos materiais e propriedades segundo a espessura

Eurocode 3 Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten Teil 1-10: Stahlsortenauswahl im Hinblick auf Bruchzhigkeit und Eigenschaften in Dickenrichtung

Eurocode 3 Calcul des structures en acier Partie 1-10: Choix des qualits dacier vis--vis de la tnacit et des proprits dans le sens de lpaisseur

Eurocode 3 Design of steel structures Part 1-10: Material toughness and through-thickness properties

A presente Norma a verso portuguesa da Norma Europeia EN 1993-1-10:2005 + AC:2009 e tem o mesmo estatuto que as verses oficiais. A traduo da responsabilidade do Instituto Portugus da Qualidade. Esta Norma Europeia e a sua Errata foram ratificadas pelo CEN em 2004-04-23 e 2009-03-25, respectivamente. Os membros do CEN so obrigados a submeter-se ao Regulamento Interno do CEN/CENELEC que define as condies de adopo desta Norma Europeia, como norma nacional, sem qualquer modificao. Podem ser obtidas listas actualizadas e referncias bibliogrficas relativas s normas nacionais correspondentes junto do Secretariado Central ou de qualquer dos membros do CEN. A presente Norma Europeia existe nas trs verses oficiais (alemo, francs e ingls). Uma verso noutra lngua, obtida pela traduo, sob responsabilidade de um membro do CEN, para a sua lngua nacional, e notificada ao Secretariado Central, tem o mesmo estatuto que as verses oficiais. Os membros do CEN so os organismos nacionais de normalizao dos seguintes pases: Alemanha, ustria, Blgica, Chipre, Dinamarca, Eslovquia, Eslovnia, Espanha, Estnia, Finlndia, Frana, Grcia, Hungria, Irlanda, Islndia, Itlia, Letnia, Litunia, Luxemburgo, Malta, Noruega, Pases Baixos, Polnia, Portugal, Reino Unido, Repblica Checa, Sucia e Sua.

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Sumrio Pgina Prembulo nacional ................................................................................................................................. 2 Prembulo ................................................................................................................................................ 6 Antecedentes do programa dos Eurocdigos ............................................................................................. 6 Estatuto e campo de aplicao dos Eurocdigos ....................................................................................... 7 Normas nacionais de implementao dos Eurocdigos ............................................................................. 8 Ligaes entre os Eurocdigos e as especificaes tcnicas harmonizadas (EN e ETA) relativas aos produtos ............................................................................................................................................... 8 Anexo Nacional da EN 1993-1-10 ............................................................................................................ 8 1 Generalidades........................................................................................................................................ 9 1.1 Objectivo e campo de aplicao .......................................................................................................... 9 1.2 Referncias normativas ........................................................................................................................ 9 1.3 Termos e definies ............................................................................................................................. 10 1.4 Smbolos .............................................................................................................................................. 11 2 Escolha dos materiais para a tenacidade fractura .......................................................................... 11 2.1 Generalidades ...................................................................................................................................... 11 2.2 Procedimento ....................................................................................................................................... 11 2.3 Espessuras mximas admissveis ......................................................................................................... 13 2.3.1 Generalidades ................................................................................................................................... 13 2.3.2 Determinao dos valores admissveis mximos da espessura do elemento .................................... 14 2.4 Avaliao pela mecnica da fractura ................................................................................................... 15 3 Escolha dos materiais para as propriedades segundo a espessura ................................................... 16 3.1 Generalidades ...................................................................................................................................... 16 3.2 Procedimento ....................................................................................................................................... 17 Anexo Nacional NA ................................................................................................................................. 21 Introduo ................................................................................................................................................ 21 NA.1 Objectivo e campo de aplicao ................................................................................................. 21 NA.2 Parmetros Determinados a nvel Nacional (NDP) ................................................................. 21 NA.2.1 Generalidades ............................................................................................................................. 21 NA.2.2 Regras de Aplicao sem prescries a nvel nacional .............................................................. 21 NA.2.3 Regras de Aplicao com prescries a nvel nacional ............................................................. 21 NA.3 Informaes complementares .................................................................................................... 22 NA.3.1 Objectivo .................................................................................................................................... 22

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NA.3.2 Informaes gerais ...................................................................................................................... 22 NA.4 Correspondncia entre as normas europeias referidas na presente Norma e as normas nacionais .................................................................................................................................................... 22

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Prembulo A presente Norma foi elaborada pelo Comit Tcnico CEN/TC 250 "Structural Eurocodes", cujo secretariado assegurado pela BSI. O CEN/TC 250 responsvel por todos os Eurocdigos Estruturais. A esta Norma Europeia deve ser atribudo o estatuto de Norma Nacional, seja por publicao de um texto idntico, seja por adopo, o mais tardar em Novembro de 2005, e as normas nacionais divergentes devem ser anuladas o mais tardar em Maro de 2010. A presente Norma substitui a ENV 1993-1-1. De acordo com o Regulamento Interno do CEN/CENELEC, a presente Norma Europeia deve ser implementada pelos organismos nacionais de normalizao dos seguintes pases: Alemanha, ustria, Blgica, Chipre, Dinamarca, Eslovquia, Eslovnia, Espanha, Estnia, Finlndia, Frana, Grcia, Hungria, Irlanda, Islndia, Itlia, Letnia, Litunia, Luxemburgo, Malta, Noruega, Pases Baixos, Polnia, Portugal, Reino Unido, Repblica Checa, Sucia e Sua.

Antecedentes do programa dos Eurocdigos Em 1975, a Comisso da Comunidade Europeia optou por um programa de aco na rea da construo, baseado no artigo 95 do Tratado. O objectivo do programa era a eliminao de entraves tcnicos ao comrcio e a harmonizao das especificaes tcnicas. No mbito deste programa de aco, a Comisso tomou a iniciativa de elaborar um conjunto de regras tcnicas harmonizadas para o projecto de obras de construo, as quais, numa primeira fase, serviriam como alternativa para as regras nacionais em vigor nos Estados-Membros e que, posteriormente, as substituiriam. Durante quinze anos, a Comisso, com a ajuda de uma Comisso Directiva com representantes dos Estados-Membros, orientou o desenvolvimento do programa dos Eurocdigos, que conduziu primeira gerao de regulamentos europeus na dcada de 80. Em 1989, a Comisso e os Estados-Membros da UE e da EFTA decidiram, com base num acordo1) entre a Comisso e o CEN, transferir, atravs de uma srie de mandatos, a preparao e a publicao dos Eurocdigos para o CEN, tendo em vista conferir-lhes no futuro a categoria de Norma Europeia (EN). Tal, liga, de facto, os Eurocdigos s disposies de todas as directivas do Conselho e/ou decises da Comisso em matria de normas europeias (por exemplo, a Directiva 89/106/CEE do Conselho relativa a produtos de construo DPC e as Directivas 93/37/CEE, 92/50/CEE e 89/440/CEE do Conselho relativas a obras pblicas e servios, assim como as Directivas da EFTA equivalentes destinadas instituio do mercado interno). O programa relativo aos Eurocdigos Estruturais inclui as seguintes normas, cada uma das quais , geralmente, constituda por diversas Partes: EN 1990 Eurocdigo: Bases para o projecto de estruturas EN 1991 Eurocdigo 1: Aces em estruturas EN 1992 Eurocdigo 2: Projecto de estruturas de beto EN 1993 Eurocdigo 3: Projecto de estruturas de ao EN 1994 Eurocdigo 4: Projecto de estruturas mistas ao-beto EN 1995 Eurocdigo 5: Projecto de estruturas de madeira

1) Acordo entre a Comisso das Comunidades Europeias e o Comit Europeu de Normalizao (CEN) relativo ao trabalho sobre os Eurocdigos para o projecto de edifcios e de outras obras de engenharia civil (BC/CEN/03/89).

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EN 1996 Eurocdigo 6: Projecto de estruturas de alvenaria EN 1997 Eurocdigo 7: Projecto geotcnico EN 1998 Eurocdigo 8: Projecto de estruturas para resistncia aos sismos EN 1999 Eurocdigo 9: Projecto de estruturas de alumnio Os Eurocdigos reconhecem a responsabilidade das autoridades regulamentadoras de cada Estado-Membro e salvaguardaram o seu direito de estabelecer os valores relacionados com questes de regulamentao da segurana, a nvel nacional, nos casos em que estas continuem a variar de Estado para Estado.

Estatuto e campo de aplicao dos Eurocdigos Os Estados-Membros da UE e da EFTA reconhecem que os Eurocdigos servem de documentos de referncia para os seguintes efeitos: como meio de comprovar a conformidade dos edifcios e de outras obras de engenharia civil com as

exigncias essenciais da Directiva 89/106/CEE do Conselho, particularmente a Exigncia Essencial n. 1 Resistncia mecnica e estabilidade e a Exigncia Essencial n. 2 Segurana contra incndio;

como base para a especificao de contratos de trabalhos de construo e de servios de engenharia a eles associados;

como base para a elaborao de especificaes tcnicas harmonizadas para os produtos de construo (EN e ETA).

Os Eurocdigos, dado que dizem respeito s obras de construo, tm uma relao directa com os documentos interpretativos2) referidos no artigo 12 da DPC, embora sejam de natureza diferente da das normas harmonizadas relativas aos produtos3). Por conseguinte, os aspectos tcnicos decorrentes dos Eurocdigos devem ser considerados de forma adequada pelos Comits Tcnicos do CEN e/ou pelos Grupos de Trabalho da EOTA envolvidos na elaborao das normas relativas aos produtos, tendo em vista a obteno de uma compatibilidade total destas especificaes tcnicas com os Eurocdigos. Os Eurocdigos fornecem regras comuns de clculo estrutural para a aplicao corrente no projecto de estruturas e dos seus componentes, de natureza quer tradicional quer inovadora. Elementos construtivos ou condies de clculo no usuais no so especificamente includos, devendo o projectista, nestes casos, assegurar o apoio especializado necessrio.

2) De acordo com o n. 3 do artigo 3 da DPC, as exigncias essenciais (EE) traduzir-se-o em documentos interpretativos que estabelecem as ligaes necessrias entre as exigncias essenciais e os mandatos para a elaborao de normas europeias (EN) harmonizadas e guias de aprovao tcnica europeia (ETAG), e das prprias aprovaes tcnicas europeias (ETA).

3) De acordo com o artigo 12 da DPC, os documentos interpretativos devem: a) concretizar as exigncias essenciais harmonizando a terminologia e as bases tcnicas e indicando, sempre que necessrio,

classes ou nveis para cada exigncia; b) indicar mtodos de correlao entre essas classes ou nveis de exigncias e as especificaes tcnicas, por exemplo, mtodos de

clculo e de ensaio, regras tcnicas de concepo de projectos, etc.; c) servir de referncia para o estabelecimento de normas europeias harmonizadas e de guias de aprovao tcnica europeia. Os Eurocdigos, de facto, desempenham um papel semelhante na rea da EE 1 e de uma parte da EE 2.

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Normas nacionais de implementao dos Eurocdigos As normas nacionais de implementao dos Eurocdigos incluiro o texto completo do Eurocdigo (incluindo anexos), conforme publicado pelo CEN, o qual poder ser precedido de uma pgina de ttulo e de um prembulo nacionais, e ser tambm seguido de um Anexo Nacional. O Anexo Nacional s poder conter informaes sobre os parmetros deixados em aberto no Eurocdigo para escolha nacional, designados por Parmetros Determinados a nvel Nacional, a utilizar no projecto de edifcios e de outras obras de engenharia civil no pas em questo, nomeadamente: valores e/ou classes, nos casos em que so apresentadas alternativas no Eurocdigo; valores para serem utilizados nos casos em que apenas um smbolo apresentado no Eurocdigo; dados especficos do pas (geogrficos, climticos, etc.), por exemplo, mapa de zonamento da neve; o procedimento a utilizar nos casos em que sejam apresentados procedimentos alternativos no Eurocdigo. Poder ainda conter: decises sobre a aplicao dos anexos informativos; informaes complementares no contraditrias para auxlio do utilizador na aplicao do Eurocdigo.

Ligaes entre os Eurocdigos e as especificaes tcnicas harmonizadas (EN e ETA) relativas aos produtos necessria uma consistncia entre as especificaes tcnicas harmonizadas relativas aos produtos de construo e as regras tcnicas relativas s obras4). Alm disso, todas as informaes que acompanham a marcao CE dos produtos de construo que fazem referncia aos Eurocdigos devem indicar, claramente, quais os Parmetros Determinados a nvel Nacional que foram tidos em conta.

Anexo Nacional da EN 1993-1-10 Esta Norma estabelece procedimentos alternativos e valores, recomenda classes e inclui notas indicando onde podero ter de ser feitas opes nacionais. Por este motivo, a Norma Nacional de implementao da EN 1993-1-10 dever ter um Anexo Nacional que contenha todos os Parmetros Determinados a nvel Nacional para o projecto de estruturas de ao a serem construdas no pas a que diz respeito. A opo nacional permitida na EN 1993-1-10 em: 2.2(5) 3.1(1)

4) Ver n. 3 do artigo 3 e artigo 12 da DPC, e tambm 4.2, 4.3.1, 4.3.2 e 5.2 do Documento Interpretativo n. 1.

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1 Generalidades

1.1 Objectivo e campo de aplicao (1) A presente Norma fornece linhas de orientao para a escolha do ao no que se refere tenacidade em relao rotura e s propriedades segundo a espessura dos elementos soldados que apresentam um risco significativo de arranque lamelar durante o fabrico. (2) A seco 2 aplica-se s classes de ao S 235 a S 690. Porm, a seco 3 aplica-se unicamente s classes de ao S 235 a S 460. NOTA: A EN 1993-1-1 est limitada aos aos das classes S 235 a S 460.

(3) As regras e as recomendaes fornecidas nas seces 2 e 3 admitem que a construo ser executada em conformidade com a EN 1090.

1.2 Referncias normativas (1) A presente Norma inclui, por referncia, datada ou no, disposies relativas a outras normas. Estas referncias normativas so citadas nos lugares apropriados do texto e as normas so listadas a seguir. Para referncias datadas, as emendas ou revises subsequentes de qualquer destas normas s se aplicam presente Norma se nela incorporadas por emenda ou reviso. Para as referncias no datadas, aplica-se a ltima edio da norma referida (incluindo as emendas). NOTA: Os Eurocdigos foram publicados como Pr-Normas Europeias. As seguintes Normas Europeias, que esto publicadas ou em fase de preparao, so citadas em seces normativas: EN 1011-2) Welding Recommendations for welding of metallic materials Part 2: Arc welding of

ferritic steels EN 1090 Execution of steel structures EN 1990) Basis of structural design EN 1991) Actions on structures

EN 1998) Design provisions for earthquake resistance of structures EN 10002) Tensile testing of metallic materials EN 10025) Hot rolled products of structural steels EN 10045-1) Metallic materials Charpy impact test Part 1: Test method EN 10160 Ultrasonic testing of steel flat product of thickness equal or greater than 6 mm (reflection

method) EN 10164 Steel products with improved deformation properties perpendicular to the surface of the

product Technical delivery requirements

EN 10210-1) Hot finished structural hollow sections of non-alloy and fine grain structural steels Part 1: Technical delivery requirements

EN 10219-1) Cold formed welded structural hollow sections of non-alloy and fine grain steels Part 1: Technical delivery conditions

) No Anexo Nacional NA so indicadas as normas portuguesas equivalentes (nota nacional).

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1.3 Termos e definies

1.3.1 valor KV O valor KV (ensaio de tenacidade Charpy) a energia do impacto em Joules [J] necessria para levar rotura um provete do ensaio de tenacidade Charpy, a uma dada temperatura de ensaio T. As normas de produtos de ao determinam geralmente que os provetes devero suportar uma energia de impacto no inferior a 27 J a uma temperatura de ensaio especificada T.

1.3.2 zona de transio Zona do diagrama tenacidade-temperatura que representa a relao KV(T), na qual a tenacidade do material diminui com um decrscimo da temperatura e o modo de rotura passa de dctil a frgil. Os valores da temperatura T27J requeridos nas normas dos produtos encontram-se na parte inferior desta zona.

1.3.3 zona do patamar superior Zona do diagrama tenacidade-temperatura na qual os elementos de ao exibem um comportamento elastoplstico com modos de rotura dcteis mesmo na presena de pequenos defeitos e de descontinuidades de soldadura resultantes do fabrico.

Legenda: 1 zona do patamar

inferior 2 zona de transio 3 zona do patamar

superior

Figura 1.1 Relao entre a energia de impacto e a temperatura

1.3.4 T27J Temperatura qual a energia mnima KV no ser inferior a 27 J no ensaio de tenacidade Charpy.

1.3.5 valor Z Reduo de rea da seco transversal de um provete submetido a um ensaio de traco (ver a EN 10002), medida em percentagem.

1.3.6 valor KIc Tenacidade rotura em estado plano de deformao em regime elstico linear, em N/mm3/2. NOTA: As duas unidades alternativas internacionalmente reconhecidas para o factor de intensidade de tenso K so N/mm3/2 e MPa m1/2 (ou seja, MN/m3/2) com 1 N/mm3/2 = 0,032 MPa m1/2.

1.3.7 grau de enformagem a frio Extenso permanente resultante da enformagem a frio, medida em percentagem.

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1.4 Smbolos

KV(T) energia do impacto em Joule [J] no ensaio Charpy, temperatura T Z qualidade Z [%] T temperatura [C] TEd temperatura de referncia

deformao na extremidade da fenda (CTOD) em mm, medida num provete de pequenas dimenses para determinar a sua tenacidade rotura em regime elasto-plstico

J valor da tenacidade fractura em regime elasto-plstico (valor do integral J) em N/mm, determinado como o integral de contorno ou de superfcie incluindo a frente de fissura de um bordo ao outro da fissura

KIc tenacidade rotura em estado plano de deformao em regime elstico linear, em N/mm3/2 K factor de intensidade de tenso

cf grau de deformao a frio (DCF) em percentagem Ed tenses que acompanham a temperatura de referncia TEd

2 Escolha dos materiais para a tenacidade fractura 2.1 Generalidades (1) As recomendaes fornecidas na seco 2 devero ser utilizadas na escolha dos materiais para as novas construes. No se destinam avaliao dos materiais j em servio. As regras devero ser utilizadas para especificar uma classe de ao adequada a partir das Normas Europeias relativas aos produtos de ao listadas na EN 1993-1-1. (2) As regras so aplicveis a elementos traccionados, a elementos soldados e a elementos sujeitos a fadiga nos quais uma determinada parte do ciclo de tenses de traco. NOTA: Para os elementos no solicitados traco, no soldados ou no sujeitos fadiga, as regras podem ser conservativas. Nesses casos, poder ser apropriada a avaliao pela mecnica da fractura, ver 2.4. No necessrio especificar a tenacidade fractura para elementos unicamente solicitados compresso. (3)P As regras devem ser aplicadas s propriedades dos materiais cuja tenacidade especificada na norma de produto correspondente. No devem ser utilizados materiais de uma classe menos elevada mesmo que resultados de ensaios revelem conformidade com a classe especificada.

2.2 Procedimento (1) A classe (e a qualidade) de ao dever ser escolhida tendo em conta o seguinte: (i) propriedades do ao: tenso de cedncia em funo da espessura do material fy(t); tenacidade expressa em termos de T27J ou T40J; (ii) caractersticas do elemento: forma e detalhe do elemento; concentrao de tenses em funo dos detalhes indicados na EN 1993-1-9; espessura do elemento (t);

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consideraes apropriadas para defeitos de fabrico (por exemplo, fissuras segundo a espessura ou fendas superficiais semi-elpticas);

(iii) situaes de projecto: valor de clculo da temperatura mnima do elemento; tenses mximas devidas s aces permanentes e deformaes impostas correspondentes situao de

projecto descrita a seguir em (4); tenses residuais; consideraes para a evoluo das fissuras sob carregamento de fadiga durante o intervalo entre inspeces

(se relevante); velocidade de deformao & para as aces acidentais (se relevante); grau de enformagem a frio (cf) (se relevante). (2) No que respeita rotura frgil, a mxima espessura admissivel dos elementos de ao dever ser obtida atravs da seco 2.3 e do Quadro 2.1. (3) Podero ser utilizados mtodos alternativos para a determinao dos requisitos de tenacidade, atravs dos seguintes modos: Mtodo da mecnica da fractura: Neste mtodo, o valor de clculo da tenacidade requerida no dever exceder o valor de clculo da tenacidade do material. Avaliao com base em modelos: Poder ser efectuada com um ou mais provetes em grande escala. A fim de obter resultados realistas, os modelos devero ser construdos e carregados de uma forma semelhante da estrutura real. (4) Devero ser adoptadas as seguintes condies de clculo: (i) As aces devero ser combinadas do seguinte modo: Ed = E { A[TEd] "+" GK "+" 1 QK1 "+" 2,i QKi } (2.1) em que: a aco varivel base A a temperatura de referncia TEd que condiciona a tenacidade do material do elemento considerado e que poder igualmente conduzir a tenses resultantes da restrio de deslocamentos; GK so as aces permanentes; 1 QK1 o valor frequente da aco varivel de base; e 2i QKi so os valores quase-permanentes das aces variveis acompanhantes, que determinam o nvel de tenses no material. (ii) Os coeficientes de combinao 1 e 2 devero estar de acordo com a EN 1990. (iii) A tenso mxima aplicada Ed dever ser a tenso nominal no local potencial do incio da fractura. Ed dever ser calculada como no estado limite de utilizao tendo em conta todas as combinaes de aces permanentes e variveis como definidas na Parte aplicvel da EN 1991. NOTA 1: Considera-se que a combinao anterior equivalente a uma combinao acidental, em resultado de se assumir a hiptese de ocorrncia simultnea da temperatura mais baixa, da magnitude da imperfeio, da sua localizao e das propriedades do material.

NOTA 2: Ed poder incluir tenses resultantes da restrio de deslocamentos devidos temperatura.

NOTA 3: Como a aco de base a temperatura de referncia TEd, a tenso mxima aplicada Ed no ir exceder, em geral, 75 % da tenso de cedncia.

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(5) A temperatura de referncia TEd na localizao potencial da fractura dever ser determinada utilizando a seguinte expresso:

TEd = Tmd + Tr + T + TR + T & + cfT (2.2) em que:

Tmd temperatura atmosfrica mais baixa para um perodo de retorno especificado, ver a EN 1991-1-5; Tr termo de ajustamento para as perdas por radiao, ver a EN 1991-1-5; T ajustamento associado ao nvel de tenso instalado, tenso de cedncia do material, imperfeio

das fendas e forma e dimenses do elemento, ver 2.4(3); TR margem de segurana, se necessria, para diferenciar o nvel de fiabilidade para diferentes

aplicaes;

T & termo de ajustamento para uma velocidade de deformao que no seja a velocidade de deformao de referncia 0& (ver a expresso 2.3);

cfT termo de ajustamento para o grau de enformagem a frio cf (ver a expresso 2.4).

NOTA 1: O termo de segurana TR destinado a ajustar TEd a outros requisitos de fiabilidade poder ser indicado no Anexo Nacional. Recomenda-se TR = 0 C, quando se utilizam os valores tabelados de acordo com 2.3.

NOTA 2: Na preparao dos valores tabelados indicados em 2.3, foi utilizada uma curva padro para o desvio de temperatura T que envolve os valores de clculo do factor de intensidade de tenso [K] resultante de tenses aplicadas Ed e de tenses residuais e que inclui a correlao de Wallin-Sanz entre o factor de intensidade de tenso [K] e a temperatura T. Poder ser considerado um valor de T = 0 C quando se utilizam os valores tabelados indicados em 2.3.

NOTA 3: O Anexo Nacional poder definir o desvio mximo entre TEd e a temperatura de ensaio e o domnio de Ed para os quais poder ser limitada a validade dos valores da espessura admissvel do Quadro 2.1. NOTA 4: A aplicao do Quadro 2.1 poder ser limitada pelo Anexo Nacional a aos at classe S 460 inclusive. (6) As tenses de referncia Ed devero ser determinadas por uma anlise elstica tendo em conta os efeitos secundrios resultantes de deformaes.

2.3 Espessuras mximas admissveis

2.3.1 Generalidades (1) O Quadro 2.1 fornece a espessura mxima admissvel do elemento em funo da classe do ao, da sua tenacidade em termos do valor KV, do nvel de tenses de referncia [Ed] e da temperatura de referncia [TEd]. (2) Os valores tabelados baseiam-se nas seguintes hipteses: os valores satisfazem os requisitos de fiabilidade da EN 1990 para a qualidade geral do material;

foi utilizada uma velocidade de deformao de referncia 0& = 410-4/s que cobre os efeitos das aces

dinmicas para a maioria das situaes de projecto persistentes e transitrias. Para outras velocidades de deformao & (por exemplo para aces de impacto), os valores tabelados podero ser utilizados reduzindo TEd por uma deduo &T obtida por:

( ) 5,10

y ln550

tf1440T

= &

&

& [C] (2.3)

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considerou-se um material no enformado a frio com cf = 0 %. Para ter em conta a enformagem a frio de aos sem envelhecimento, os valores tabelados podero ser utilizados corrigindo TEd pela deduo de

cfT :

cf3T cf = [C] (2.4)

os valores nominais da tenacidade expressos em termos de T27J baseiam-se nas seguintes normas de produtos: EN 10025, EN 10210-1, EN 10219-1;

para outros valores foi utilizada a seguinte correlao:

]C[0TT]C[10TT

J27J30

J27J40

+=

+= (2.5)

para os elementos sujeitos a fadiga esto abrangidas todas as categorias de pormenor da EN 1993-1-9 aplicveis tenso nominal.

NOTA: A fadiga foi tida em conta pela aplicao de uma aco de fadiga a um elemento com uma imperfeio inicial. O dano admitido de um quarto do dano total devido fadiga determinado em conformidade com a EN 1993-1-9. Esta abordagem permite a avaliao do nmero mnimo de perodos seguros entre inspeces em servio quando as inspeces tiverem que ser especificadas para a tolerncia ao dano de acordo com a EN 1993-1-9. O nmero requerido [n] de inspeces em servio est relacionado com os coeficientes parciais Ff e Mf aplicados no clculo fadiga de acordo com a EN 1993-1-9 segundo a expresso seguinte:

( ) 14

nm

MfFf

=

em que m = 5 aplica-se s estruturas com longo perodo de vida til, como as pontes.

O perodo seguro entre inspeces em servio poder tambm abranger a totalidade do tempo de vida til de clculo de uma estrutura.

2.3.2 Determinao dos valores admissveis mximos da espessura do elemento (1) O Quadro 2.1 fornece os valores mximos admissveis da espessura em funo de trs nveis de tenso expressos sob a forma de propores do valor nominal da tenso de cedncia:

a) Ed = 0,75 fy(t) [N/mm] b) Ed = 0,50 fy(t) [N/mm] (2.6) c) Ed = 0,25 fy(t) [N/mm] em que fy(t) poder ser determinado, ou a partir de:

( ) [ ]mm/N tt25,0ftf0

nom,yy =

em que:

t espessura da chapa em mm; t0 = 1 mm; ou considerando os valores ReH obtidos das normas aplicveis de produtos de ao. Os valores tabelados so determinados em funo de uma escolha entre sete temperaturas de referncia: +10 C, 0 C, -10 C, -20 C, -30 C, -40 C e -50 C.

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Quadro 2.1 Valores mximos admissveis da espessura do elemento t, em mm

Classe de ao

Quali-dade

KV Temperatura de referncia TEd [C]

10 0 -10 -20 -30 -40 -50 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 10 0 -10 -20 -30 -40 -50

a T [C] Jmin Ed = 0,75 fy(t) Ed = 0,50 fy(t) Ed = 0,25 fy(t)

S235 JR 20 27 60 50 40 35 30 25 20 90 75 65 55 45 40 35 135 115 100 85 75 65 60

J0 0 27 90 75 60 50 40 35 30 125 105 90 75 65 55 45 175 155 135 115 100 85 75

J2 -20 27 125 105 90 75 60 50 40 170 145 125 105 90 75 65 200 200 175 155 135 115 100

S275 JR 20 27 55 45 35 30 25 20 15 80 70 55 50 40 35 30 125 110 95 80 70 60 55

J0 0 27 75 65 55 45 35 30 25 115 95 80 70 55 50 40 165 145 125 110 95 80 70

J2 -20 27 110 95 75 65 55 45 35 155 130 115 95 80 70 55 200 190 165 145 125 110 95

M,N -20 40 135 110 95 75 65 55 45 180 155 130 115 95 80 70 200 200 190 165 145 125 110

ML,NL -50 27 185 160 135 110 95 75 65 200 200 180 155 130 115 95 230 200 200 200 190 165 145

S355 JR 20 27 40 35 25 20 15 15 10 65 55 45 40 30 25 25 110 95 80 70 60 55 45

J0 0 27 60 50 40 35 25 20 15 95 80 65 55 45 40 30 150 130 110 95 80 70 60

J2 -20 27 90 75 60 50 40 35 25 135 110 95 80 65 55 45 200 175 150 130 110 95 80

K2,M,N -20 40 110 90 75 60 50 40 35 155 135 110 95 80 65 55 200 200 175 150 130 110 95

ML,NL -50 27 155 130 110 90 75 60 50 200 180 155 135 110 95 80 210 200 200 200 175 150 130

S420 M,N -20 40 95 80 65 55 45 35 30 140 120 100 85 70 60 50 200 185 160 140 120 100 85

ML,NL -50 27 135 115 95 80 65 55 45 190 165 140 120 100 85 70 200 200 200 185 160 140 120

S460 Q -20 30 70 60 50 40 30 25 20 110 95 75 65 55 45 35 175 155 130 115 95 80 70 M,N -20 40 90 70 60 50 40 30 25 130 110 95 75 65 55 45 200 175 155 130 115 95 80

QL -40 30 105 90 70 60 50 40 30 155 130 110 95 75 65 55 200 200 175 155 130 115 95 ML,NL -50 27 125 105 90 70 60 50 40 180 155 130 110 95 75 65 200 200 200 175 155 130 115

QL1 -60 30 150 125 105 90 70 60 50 200 180 155 130 110 95 75 215 200 200 200 175 155 130 S690 Q 0 40 40 30 25 20 15 10 10 65 55 45 35 30 20 20 120 100 85 75 60 50 45

Q -20 30 50 40 30 25 20 15 10 80 65 55 45 35 30 20 140 120 100 85 75 60 50 QL -20 40 60 50 40 30 25 20 15 95 80 65 55 45 35 30 165 140 120 100 85 75 60 QL -40 30 75 60 50 40 30 25 20 115 95 80 65 55 45 35 190 165 140 120 100 85 75 QL1 -40 40 90 75 60 50 40 30 25 135 115 95 80 65 55 45 200 190 165 140 120 100 85 QL1 -60 30 110 90 75 60 50 40 30 160 135 115 95 80 65 55 200 200 190 165 140 120 100

NOTA 1: possvel efectuar uma interpolao linear entre os valores do Quadro 2.1. A maioria das aplicaes requere valores de Ed entre Ed = 0,75 fy(t) e Ed = 0,50 fy(t). Ed = 0,25 fy(t) fornecido para fins de interpolao. No so vlidas extrapolaes para alm dos valores extremos.

NOTA 2: Na encomenda de produtos de ao da classe S 690, dever ser especificada a temperatura de ensaio TKV. NOTA 3: O Quadro 2.1 resulta de valores garantidos de KV na direco da laminagem do produto.

2.4 Avaliao pela mecnica da fractura (1) Para a avaliao numrica utilizando a mecnica da fractura, o requisito de tenacidade assim como o valor de clculo da tenacidade dos materiais podero ser expressos em termos de valores CTOD, de valores do integral J, de valores KIC ou de valores KV, devendo a comparao ser feita usando os mtodos adequados da mecnica da fractura.

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(2) A temperatura de referncia dever satisfazer a seguinte condio: TEd TRd (2.7) em que: TRd temperatura qual pode ser assegurado um nvel adequado de tenacidade fractura nas condies da

avaliao. (3) O mecanismo de rotura potencial dever ser modelado considerando uma imperfeio adequada que reduza a seco til do elemento, tornando-o assim mais susceptvel a uma rotura na seco reduzida. A imperfeio dever satisfazer os seguintes requisitos:

a sua localizao e a sua forma devero ser apropriadas para o caso de entalhe considerado. Os quadros de classificao da fadiga da EN 1993-1-9 podero constituir um guia para as posies adequadas das fendas;

para os elementos no susceptiveis fadiga, a imperfeio dever ter a dimenso mxima susceptvel de no ser detectada pelos mtodos de inspeco utilizados de acordo com a EN 1090. A imperfeio dever ser localizada na zona mais desfavorvel de concentrao de tenses;

para os elementos susceptiveis fadiga, a dimenso da imperfeio dever resultar de uma imperfeio inicial que se propagou por fadiga. A dimenso da fenda inicial dever ser escolhida de forma a representar o valor mnimo detectvel pelos mtodos de inspeco utilizados em conformidade com a EN 1090. O modelo de propagao das fendas resultante da fadiga dever ser calculado com um modelo apropriado da mecnica da fractura e utilizar as cargas ocorridas durante o seu tempo de vida til ou durante um intervalo entre inspeces (caso seja relevante).

(4) Se um pormenor construtivo no puder ser equiparado aos pormenores da EN 1993-1-9 ou se forem necessrios mtodos mais rigorosos para obter resultados mais precisos do que os fornecidos no Quadro 2.1, dever ser efectuada uma verificao especfica atravs de ensaios de fractura sobre provetes de grande escala. NOTA: A avaliao numrica dos resultados dos ensaios poder ser efectuada atravs da metodologia indicada no Anexo D da EN 1990.

3 Escolha dos materiais para as propriedades segundo a espessura

3.1 Generalidades (1) A escolha da classe de qualidade dever ser feita a partir do Quadro 3.1 em funo das consequncias de um arranque lamelar.

Quadro 3.1 Escolha da classe de qualidade Classe Aplicao

1 Todos os produtos de ao e todas as espessuras listados nas normas europeias para todas as aplicaes

2 Produtos de ao e espessuras listados nas normas europeias e/ou outras aplicaes referenciadas

NOTA: O Anexo Nacional poder indicar a classe apropriada. Recomenda-se a utilizao da classe 1.

(2) Em funo da classe de qualidade seleccionada a partir do Quadro 3.1:

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devero ser especificadas, a partir da EN 10164, as propriedades segundo a espessura do material de ao; ou

dever ser verificada a ocorrncia de arranque lamelar atravs de uma inspeco ps-fabrico. (3) Os seguintes aspectos devero ser considerados na concepo de ligaes entre elementos de ao para salvaguardar a ocorrncia de arranque lamelar: a natureza crtica da localizao em funo da tenso de traco aplicada e do grau de redundncia da

estrutura;

a extenso, segunda a espessura, do elemento sobre o qual outro elemento ligado. Esta extenso resulta da contraco do metal da soldadura durante o seu arrefecimento. Aumenta de forma considervel no caso de restrio por outras partes da estrutura;

a natureza do pormenor da ligao, em particular juntas soldadas cruciformes, em T e de canto. Por exemplo, no ponto representado na Figura 3.1, a chapa horizontal pode ter uma ductilidade insuficiente segundo a espessura. A ocorrncia de arranque lamelar muito provvel se a deformao na ligao se der segundo a espessura do material, o que acontece se a face de fuso for aproximadamente paralela superfcie do material e se a deformao induzida pela retraco ocorrer perpendicularmente direco de laminagem do material. Quanto maior a dimenso da soldadura, maior a susceptibilidade;

as propriedades qumicas do material solicitado transversalmente. Em particular, nveis elevados de enxofre, mesmo que significativamente inferiores aos limites indicados nas normas dos produtos de ao, podem favorecer o arranque lamelar.

Figura 3.1 Arranque lamelar

(4) A susceptibilidade do material dever ser determinada atravs da medio da ductilidade segundo a espessura de acordo com a EN 10164, a qual expressa em termos de classes de qualidade identificadas por valores de Z. NOTA 1: O arranque lamelar uma imperfeio resultante da soldadura no material que, em geral, detectado atravs de um ensaio de ultra-sons. O risco principal de arranque lamelar ocorre em juntas cruciformes, em T e de canto, e em soldaduras de penetrao total.

NOTA 2: Na EN 1011-2 so fornecidas recomendaes sobre a forma de evitar o arranque lamelar durante a soldadura.

3.2 Procedimento (1) O arranque lamelar poder ser desprezado se for satisfeita a seguinte condio: ZEd ZRd (3.1)

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em que:

ZEd valor de clculo de Z necessrio, resultante da magnitude das extenses devidas retraco do metal restringido sob os cordes de soldadura;

ZRd valor de clculo de Z, disponvel no material, de acordo com a EN 10164, ou seja, Z15, Z25 ou Z35. (2) O valor de clculo de ZEd necessrio poder ser determinado a partir da expresso: ZEd = Za + Zb + Zc + Zd + Ze (3.2) em que Za, Zb, Zc, Zd e Ze so indicados no Quadro 3.2.

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Quadro 3.2 Critrios que afectam o valor-alvo de ZEd a) Espessura da

soldadura respeitante deformao por retraco do metal

Espessura efectiva da soldadura aeff (ver a Figura 3.2)

Espessura do cordo de soldadura de ngulo (a) Zi

aeff 7 mm a = 5 mm Za = 0 7 mm < aeff 10 mm a = 7 mm Za = 3

10 mm < aeff 20 mm a = 14 mm Za = 6 20 mm < aeff 30 mm a = 21 mm Za = 9 30 mm < aeff 40 mm a = 28 mm Za = 12

40 mm < aeff 50 mm a = 35 mm Za = 15 50 < aeff a > 35 mm Za = 15

b) Forma e posio das soldaduras nas juntas em T, cruciformes e de canto

s

0,7s

Zb = -25

ligaes de canto

Zb = -10

soldaduras de canto de uma s passagem Za = 0 ou soldaduras de canto com Za > 1 com depsito superficial de um material de soldadura de baixa resistncia

Zb = -5

soldaduras de canto com multipassagens

Zb = 0

soldaduras com penetrao total ou parcial

com a sequncia de soldadura adequada para reduo dos efeitos da retraco

Zb = 3

soldaduras com penetrao total ou parcial

Zb = 5

juntas de canto

Zb = 8

(continua)

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Quadro 3.2 Critrios que afectam o valor-alvo de ZEd (concluso) c) Efeito da

espessura do material s no impedimento da retraco

s 10 mm Zc = 2*)

10 mm < s 20 mm Zc = 4*)

20 mm < s 30 mm Zc = 6*) 30 mm < s 40 mm Zc = 8*)

40 mm < s 50 mm Zc = 10*) 50 mm < s 60 mm Zc = 12*) 60 mm < s 70 mm Zc = 15*)

70 mm < s Zc = 15*) d) Impedimento

da retraco aps a soldadura por outras partes da estrutura

Impedimento baixo:

Contraco livre permitida (por exemplo, ligaes em T) Zd = 0

Impedimento mdio:

Contraco livre limitada (por exemplo, diafragmas das vigas em caixo) Zd = 3

Impedimento elevado:

Contraco livre impedida (por exemplo, nas lajes de tabuleiro ortotrpicas) Zd = 5

e) Influncia do pr-aquecimento

Sem pr-aquecimento Ze = 0

Pr-aquecimento 100 C Ze = -8 *)

Poder ser reduzido de 50 % para o material solicitado compresso, segundo a espessura, por cargas predominantemente estticas.

aa effeff

ss

Figura 3.2 Espessura de soldadura efectiva para a retraco (aeff)

(3) A classe ZRd apropriada segundo a EN 10164 poder ser obtida pela aplicao de uma classificao adequada. NOTA: Para a classificao, ver a EN 1993-1-1 e as EN 1993-2 a EN 1993-6.

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Anexo Nacional NA

Introduo O presente Anexo Nacional foi elaborado no mbito da actividade da Comisso Tcnica Portuguesa de Normalizao CT 115 Eurocdigos Estruturais, cuja coordenao assegurada pelo Laboratrio Nacional de Engenharia Civil (LNEC) na sua qualidade de Organismo de Normalizao Sectorial (ONS) no domnio dos Eurocdigos Estruturais. A incluso de um Anexo Nacional na NP EN 1993-1-10:2010 decorre do disposto no Prembulo desta Norma.

NA.1 Objectivo e campo de aplicao Este Anexo Nacional estabelece as condies para a implementao, em Portugal, da NP EN 1993-1-10:2010 Eurocdigo 3 Projecto de estruturas de ao Parte 1-10: Tenacidade dos materiais e propriedades segundo a espessura, as quais se referem aos seguintes aspectos: a) Parmetros Determinados a nvel Nacional (NDP); b) informaes complementares no contraditrias.

NA.2 Parmetros Determinados a nvel Nacional (NDP) NA.2.1 Generalidades

Os Parmetros Determinados a nvel Nacional (NDP) relativos s Regras de Aplicao onde so permitidas opes nacionais so estabelecidos no Prembulo da presente Norma. Nas seces NA.2.2 e NA.2.3 referem-se, respectivamente, as Regras de Aplicao sem prescries a nvel nacional e com prescries a nvel nacional. As prescries a nvel nacional, indicadas na seco NA.2.3, so referenciadas do mesmo modo que no corpo da Norma mas precedidas de NA .

NA.2.2 Regras de Aplicao sem prescries a nvel nacional Relativamente a:

2.2(5), Nota 1 3.1(1) prescinde-se de introduzir prescries a nvel nacional, devendo adoptar-se as correspondentes prescries constantes desta Norma e, se tal for o caso, os procedimentos ou os valores a recomendados.

NA.2.3 Regras de Aplicao com prescries a nvel nacional

a) NA2.2(5), Nota 3 No se introduzem restries aplicao do Quadro 2.1.

b) NA2.2(5), Nota 4 Admite-se a aplicao do Quadro 2.1 at Classe S 690.

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NA.3 Informaes complementares

NA.3.1 Objectivo Na seco NA.3 so fornecidas informaes complementares no contraditrias com as prescries da presente Norma, visando auxiliar a aplicao desta Norma.

NA.3.2 Informaes gerais

a) Temperatura mnima de servio Deve adoptar-se o valor da temperatura mnima de servio recomendado na NP EN 1991-1-5, designadamente os valores prescritos no respectivo Anexo Nacional. Em condies particulares, o caderno de encargos da obra pode estipular valores mais baixos para a temperatura mnima de servio.

b) Qualidade a adoptar para o ao em estruturas soldadas A especificao da qualidade a adoptar para o ao em estruturas soldadas deve ter em conta os requisitos prescritos na presente Norma, relativamente resistncia rotura frgil e ao arranque lamelar. Em estruturas soldadas para edifcios, caso se utilizem chapas de espessura superior a 40 mm, recomenda-se que a sua qualidade seja no mnimo J0. Esta recomendao no dispensa a verificao da segurana de acordo com a presente Norma. Em relao a outros tipos de estruturas, devem consultar-se as correspondentes Partes do Eurocdigo 3.

NA.4 Correspondncia entre as normas europeias referidas na presente Norma e as normas nacionais

Norma europeia Norma nacional Ttulo

EN 1011-2:2001 /A 1:2003 NP EN 1011-2+A1:2008 Soldadura Recomendaes para a soldadura de materiais metlicos Parte 2: Soldadura por arco de aos ferrticos

EN 1990:2002 NP EN 1990:2009 Eurocdigo Bases para o projecto de estruturas

EN 1991-1-1:2002 NP EN 1991-1-1:2009 Eurocdigo 1 Aces em estruturas Parte 1-1: Aces gerais Pesos volmicos, pesos prprios, sobrecargas em edifcios

EN 1991-1-2:2002 NP EN 1991-1-2:2010 Eurocdigo 1 Aces em estruturas Parte 1-2: Aces gerais Aces em estruturas expostas ao fogo

EN 1991-1-3:2003 NP EN 1991-1-3:2009 Eurocdigo 1 Aces em estruturas Parte 1-3: Aces gerais Aces da neve

EN 1991-1-4:2005 NP EN 1991-1-4:2010 Eurocdigo 1 Aces em estruturas Parte 1-4: Aces gerais Aces do vento

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Norma europeia Norma nacional Ttulo

EN 1991-1-5:2003 NP EN 1991-1-5:2009 Eurocdigo 1 Aces em estruturas Parte 1-5: Aces gerais Aces trmicas

EN 1998-1:2004 NP EN 1998-1:2010 Eurocdigo 8 Projecto de estruturas para resistncia aos sismos Parte 1: Regras gerais, aces ssmicas e regras para edifcios

EN 1998-5:2004 NP EN 1998-5:2010 Eurocdigo 8 Projecto de estruturas para resistncia aos sismos Parte 5: Fundaes, estruturas de suporte e aspectos geotcnicos

EN 10002-1:2001 NP EN 10002-1:2006 Materiais metlicos Ensaio de traco Parte 1: Mtodo de ensaio temperatura ambiente

EN 10002-5:1991 NP EN 10002-5:1992 Materiais metlicos Ensaio de traco Parte 5: Mtodo de ensaio a temperatura elevada

EN 10025-2:2004 NP EN 10025-2:2007 Produtos laminados a quente de aos de construo Parte 2: Condies tcnicas de fornecimento para aos de construo no ligados

EN 10045-1:1990 NP EN 10045-1:1990 Materiais metlicos Ensaio de choque em provete entalhado Charpy 1. Parte: Mtodo de ensaio

EN 10210-1:2006 NP EN 10210-1:2008 Perfis ocos estruturados acabados a quente de aos no ligados e de gro fino Parte 1: Condies tcnicas de fornecimento

EN 10219-1:2006 NP EN 10219-1:2009 Perfis ocos estruturais soldados e conformados a frio de aos no ligados e de gro fino Parte 1: Condies tcnicas de fornecimento