Volume 3B - Memória de Cálculo - dnit.gov.br · 3. Memória de Cálculo do Pontal I 010 4....
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Índice
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Índice
1. Apresentação 004
2. Mapa de Situação 008
3. Memória de Cálculo do Pontal I 010
4. Memória de Cálculo do Pontal II 033
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1. Apresentação
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TECNOPLAN - Projetos e Consultoria Ltda., empresa de consultoria, sediada à Rua Arlindo Gouveia nº 39, conj. 120/130, Madalena - Recife/PE, , Fone/Fax: (0xx81) 3227.6277/3446.6476, e-mail: [email protected], inscrita no CNPJ do M.F. sob o nº 00.550.439/0001-98, apresenta ao Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes - DNIT, através da Superintendência Regional no Estado de Pernambuco, o Volume 3B – Memória de Cálculo das Estruturas, referente ao Projeto Executivo de Engenharia para Recuperação, Reforço e Reabilitação dos Pontos sobre o Riacho Pontal I e II abaixo descriminados:
Rodovia : BR-122/PE Trecho :Divisa.CE/PE-Entr.BR-235/407/423/428(B)(Divisa:PE/BA)
(Petrolina/Juazeiro) Subtrecho :Entr.BR-428(A)(Lagoa Grande) - Entr.BR-235/407/423/428
(B) (Divisa:PE/BA)(Petrolina/Juazeiro) Segmento : km 256,50 e km 256,65 Código do PNV : 122BPE0370 Os elementos que caracterizam o contrato assinado entre a Consultora e o DNIT
são: Nº do Edital ...................................................................: C/C Nº 725/2008 Data da Licitação ..........................................................: 22/12/2008 Data da Assinatura do Contrato....................................: 28/07/2009 Data da Publicação no D.O.U. ......................................: 31/07/2009 Ordem de Serviço .........................................................: 03/08/2009 Nº do Contrato ..............................................................: SR/PE-014/2009 Processo Administrativo................................................: 50.604.004.361/07-89
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1.2 Volumes Componentes do Relatório O Projeto de Engenharia é apresentado nos Volumes discriminados a
seguir:
- Volume 1 – Relatório do Projeto - Volume 2 – Projeto de Execução - Volume 3 – Memória Justificativa - Volume 3B – Memória de Cálculo das Estruturas - Volume 4 – Orçamento e Plano de Execução
• Volume 1 – Relatório do Projeto
Contém uma síntese das metodologias adotadas nos estudos e projetos componentes do Relatório, as quantidades e as especificações dos serviços. É apresentado em tamanho A4.
• Volume 2 – Projeto de Execução
Contêm as plantas, desenhos tipos, seções transversais e quadro com as
relações dos serviços necessários a execução da obra. E apresentado em tamanho A3.
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• Volume 3 – Memória Justificativa
Contém todas as metodologias que possibilitam a definição das soluções a serem adotadas para os diversos itens de serviços. Apresenta, também, todos os estudos realizados que, de alguma forma orientam a tomada de decisões com relação às soluções adotadas. É apresentado em tamanho A-4.
• Volume 3B – Memória de Cálculo das Estruturas
Contém a memória de cálculo das Estruturas
• Volume 4 – Orçamento e Plano de Execução
Contém resumo dos preços, demonstrativo do orçamento e composições de preços unitários de serviços não constante no SICRO. É apresentado em tamanho A-4.
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2. Mapa de Situação
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3. Memória de Cálculo do Pontal I
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3.1 Memória de Cálculo do Pontal I
Descrição da Obra Esta estrutura existente possui 42,10 metros de extensão e 10,10 metros de
largura na seção transversal. Optou-se por ampliar a seção transversal da ponte em questão para 14,80 metros aumentando o comprimento do balanço e a espessura da laje.
Para garantir a estabilidade da estrutura da ponte com a nova seção transversal de 12,00 metros, foi projetado o reforço das vigas principais e a protensão de duas vigas novas apoiando a laje do tabuleiro. As armaduras de reforço são integradas as vigas existentes com a utilização de graute e concreto jateado. A protensão da laje será aplicada com uma força de 13,5 Tf por cordoalha.
Normas utilizadas
• NBR 6118/2004 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento;
• NBR 7187/1987 – Projeto e execução de Pontes em Concreto Armado e Protendido;
• NBR 7188/1985 – Carga móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de pedestre;
• NBR 6122/1996 – Projeto e execução das fundações;
• NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas;
• AASHTO LFRD – SI UNITS / 4ª EDITION / 2007
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Materiais
• Concreto: fck= 30 Mpa
• Aço: CA-50ª
• Cordoalhas: CP 190 RB com φ 12,7 mm Análise e saída de resultados Modelo analisado A obra foi modelada e analisada com o software SAP2000. O modelo consiste de
vigas principais apoiadas nos encontros, que foram modelados como elementos tipo FRAME. A laje que foi modelada como elemento tipo SHELL.
O objetivo de se utilizar um software para modelar a obra são:
• Obter um modelo tridimensional mais próximo do real, assim otimizando o uso dos materiais e das características da estrutura e reduzindo o custo global da obra;
• Obter os esforços e deslocamentos devido aos carregamentos aplicados na estrutura para, posteriormente, serem utilizados no dimensionamento e na verificação das peças componentes da obra.
Para o dimensionamento e análise do efeito da protensão foram utilizadas planilhas Mathcad.
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Modelo 3D completo – SAP2000
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Modelo 3D completo – SAP2000
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Carregamentos considerados Foram impostos no modelo os seguintes carregamentos no modelo:
• Peso próprio dos elementos – são representadas pelos elementos constituintes da estrutura (vigas e lajes), tanto quanto os que estão fixos à mesma (guarda-rodas, guarda-corpo , pavimentação). Tais esforços são obtidos a partir do volume de cada peça através de seu peso específico para cada material e é considerado automaticamente pelo software. A tabela seguir mostra o peso dos materiais utilizados:
Material (t/m³)
Concreto armado 2,5
Pavimentação 2,4
• Carga móvel – são representadas através do veículo que circularão sobre a
ponte, de acordo com a NBR 7188 (1984). O trem-tipo usado compõe de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas, conforme figuras e tabela abaixo:
Vista lateral do veículo
Dimensões da área de contato das rodas no pavimento
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Tabela de carga do veículo
• Impacto vertical – o efeito do impacto devido às cargas móveis foi analisado conforme NBR 7187, onde a mesma admite que seus valores sejam multiplicados pelo coeficiente de impacto calculado pela seguinte expressão:
para pontes rodoviárias; onde l é o comprimento do vão teórico de cada elemento carregado.
• Frenagem – é considerada como uma força resultante devido à movimentação do veículo sobre a ponte, em virtude de sua massa. O valor desse esforço é dado pela NBR 7187, 30% do peso do veículo, e é representado no dimensionamento da estrutura como uma força longitudinal no meio da seção transversal.
• Variação de temperatura – foi considerado uma variação de temperatura
uniforme de ±15°C, de acordo com a NBR 7187. O coeficiente de dilatação térmica do concreto foi estabelecido em α=10-5 °C.
• Vento – foi considerado como uma força horizontal agindo normalmente ao eixo
da estrutura e uniformemente distribuído ao longo do eixo. A velocidade básica do vento foi de 30m/s, de acordo com a NBR 6123.
• Pressão causada pela água nos pilares (correnteza) – foram levados em conta e introduzidos na estrutura os esforços devido a pressão da água, segundo a NBR 7187:
(KN/m)
onde v=2,5m/s é a velocidade da água e k é o coeficiente adimensional
(0,34 para elementos com seção transversal circular).
Saída de resultados Com o carregamento aplicado na estrutura, o SAP2000 nos fornecerá os esforços em cada elemento discretizado no modelo tridimensional.
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Esforços devido ao Peso próprio
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Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento
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Esforços devido ao Guarda-rodas
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Esforços devido ao Trem tipo
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• Lajes
-Peso próprio
Momento M11
Momento M22
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-Carga móvel
Momento M11+
Momento M11-
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Momento M22+
Momento M22-
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-Pavimentação
Momento M11
Momento M22
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-Guarda-rodas
Momento M11
Momento M22
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-Temperatura
Momento M11
Momento M22
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4. Memória de Cálculo do Pontal II
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4.1 Memória de Cálculo do Pontal II Descrição da Obra Esta estrutura existente possui 42,10 metros de extensão e 10,10 metros de
largura na seção transversal. Optou-se por ampliar a seção transversal da ponte em questão para 14,80 metros aumentando o comprimento do balanço e a espessura da laje.
Para garantir a estabilidade da estrutura da ponte com a nova seção transversal de 12,00 metros, foi projetado o reforço das vigas principais e a protensão de duas vigas novas apoiando a laje do tabuleiro. As armaduras de reforço são integradas as vigas existentes com a utilização de graute e concreto jateado. A protensão da laje será aplicada com uma força de 13,5 Tf por cordoalha.
Normas utilizadas
• NBR 6118/2004 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento;
• NBR 7187/1987 – Projeto e execução de Pontes em Concreto Armado e Protendido;
• NBR 7188/1985 – Carga móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de pedestre;
• NBR 6122/1996 – Projeto e execução das fundações;
• NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas;
• AASHTO LFRD – SI UNITS / 4ª EDITION / 2007
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Materiais
• Concreto: fck= 30 Mpa
• Aço: CA-50ª
• Cordoalhas: CP 190 RB com φ 12,7 mm Análise e saída de resultados Modelo analisado A obra foi modelada e analisada com o software SAP2000. O modelo consiste de
vigas principais apoiadas nos encontros, que foram modelados como elementos tipo FRAME. A laje que foi modelada como elemento tipo SHELL.
O objetivo de se utilizar um software para modelar a obra são:
• Obter um modelo tridimensional mais próximo do real, assim otimizando o uso dos materiais e das características da estrutura e reduzindo o custo global da obra;
• Obter os esforços e deslocamentos devido aos carregamentos aplicados na estrutura para, posteriormente, serem utilizados no dimensionamento e na verificação das peças componentes da obra.
Para o dimensionamento e análise do efeito da protensão foram utilizadas planilhas Mathcad.
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Modelo 3D completo – SAP2000
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Modelo 3D completo – SAP2000
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Carregamentos considerados Foram impostos no modelo os seguintes carregamentos no modelo:
• Peso próprio dos elementos – são representadas pelos elementos constituintes da estrutura (vigas e lajes), tanto quanto os que estão fixos à mesma (guarda-rodas, guarda-corpo , pavimentação). Tais esforços são obtidos a partir do volume de cada peça através de seu peso específico para cada material e é considerado automaticamente pelo software. A tabela seguir mostra o peso dos materiais utilizados:
Material (t/m³)
Concreto armado 2,5
Pavimentação 2,4
• Carga móvel – são representadas através do veículo que circularão sobre a
ponte, de acordo com a NBR 7188 (1984). O trem-tipo usado compõe de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas, conforme figuras e tabela abaixo:
Vista lateral do veículo
Dimensões da área de contato das rodas no pavimento
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Tabela de carga do veículo
• Impacto vertical – o efeito do impacto devido às cargas móveis foi analisado conforme NBR 7187, onde a mesma admite que seus valores sejam multiplicados pelo coeficiente de impacto calculado pela seguinte expressão:
para pontes rodoviárias;
onde l é o comprimento do vão teórico de cada elemento carregado.
• Frenagem – é considerada como uma força resultante devido à movimentação do veículo sobre a ponte, em virtude de sua massa. O valor desse esforço é dado pela NBR 7187, 30% do peso do veículo, e é representado no dimensionamento da estrutura como uma força longitudinal no meio da seção transversal.
• Variação de temperatura – foi considerado uma variação de temperatura
uniforme de ±15°C, de acordo com a NBR 7187. O coeficiente de dilatação térmica do concreto foi estabelecido em α=10-5 °C.
• Vento – foi considerado como uma força horizontal agindo normalmente ao eixo
da estrutura e uniformemente distribuído ao longo do eixo. A velocidade básica do vento foi de 30m/s, de acordo com a NBR 6123.
• Pressão causada pela água nos pilares (correnteza) – foram levados em conta e introduzidos na estrutura os esforços devido a pressão da água, segundo a NBR 7187:
(KN/m)
onde v=2,5m/s é a velocidade da água e k é o coeficiente adimensional
(0,34 para elementos com seção transversal circular).
Saída de resultados Com o carregamento aplicado na estrutura, o SAP2000 nos fornecerá os esforços em cada elemento discretizado no modelo tridimensional.
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Esforços devido ao Peso próprio
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Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento
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Esforços devido ao Guarda-rodas
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Esforços devido ao Trem tipo
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