É seguro perfurar pequenos orifícios em vigas de concreto que suportam carga para parafusos de expansão?

Parece ser muito comum fazer pequenos furos em qualquer tipo de concreto estrutural para montar equipamentos sem se preocupar muito com qualquer tipo de redução na resistência da estrutura, mas eu prefiro prevenir do que remediar…

Temos uma viga de concreto (aproximadamente 285 mm de largura x 540 mm de altura, incluindo revestimento de gesso) que suporta um telhado e parte de um mezanino.

Não sei nada sobre a composição; pode envolver uma viga em I de aço (o restante da estrutura do edifício é vigas em I de aço) ou pode ser simplesmente concreto armado. O edifício é da década de 1960, portanto não é provável que seja concreto não reforçado.

Desejo anexar um tubo de aço de 2 m de comprimento horizontal ao longo da viga para fixar a iluminação do palco. O tubo em si pesará cerca de 9 kg e eu pendurarei no máximo cerca de 10 kg de equipamento de iluminação.

Para fixar o tubo na viga, eu precisaria fazer oito furos de 6 mm de diâmetro e 20 mm de profundidade na viga (quatro em cada extremidade do tubo para as montagens). Eu colocaria as buchas de expansão M6 Dynabolt nesses orifícios, que são classificados para capacidade de cisalhamento de 3,4 kN (346,7 kgf) cada, fornecendo uma margem de segurança muito grande acima da carga esperada.

É seguro perfurar pequenos orifícios como esse em concreto estrutural e usar âncoras de expansão neles ou devo consultar um engenheiro antes de prosseguir?

Você pode realmente perfurar grandes furos surpreendentes no meio de uma viga sem diminuir sua capacidade de carga. Isso ocorre porque essa capacidade é em grande parte uma função apenas das partes superior e inferior da viga e da distância entre elas.

Vigas de piso de engenharia são um bom exemplo disso:

Seria necessário um engenheiro estrutural para dizer exatamente quanto a capacidade de carga será reduzida, mas posso dizer que esse valor será pelo menos uma ordem de magnitude menor que a margem de erro na fabricação da viga.

Não se preocupe com isso. É para isso que essas coisas são feitas.

Se fosse certo que a integridade da viga estava sendo comprometida, você poderia enfrentar a viga com uma estrutura de madeira autoportante que se estendia aos suportes verticais em cada extremidade, se a viga de concreto. Em seguida, conecte sua barra de iluminação à estrutura de madeira.

Se você perfurar a viga de concreto, o uso de fixadores do tipo expansão é melhor apenas para a parte da viga que estaria sob uma carga compressiva. Nesse caso, isso estaria na parte superior da viga.

Pode ser uma estratégia melhor localizar a parte da viga que se sabe estar na zona neutra em relação ao estresse e, em seguida, perfurar todo o caminho através da viga e usar parafusos longos que prendem seus suportes no lugar, aplicando pressão de compressão a viga.