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18/02/2022 Engenharia Civil Professor: Nilton Batista P O N T E S Contextualização Historicamente, a construção de pontes se faz notar através dos séculos, principalmente devido à expansão territorial inerente ao crescimento de impérios de antigas civilizações, com aplicação de materiais disponíveis na época e desenvolvimento de sistemas construtivos. P O N T E S 18/02/2022 Contextualização Ainda hoje, a construção de pontes e viadutos está associada ao desenvolvimento de uma infra-estrutura de transporte necessária para o desenvolvimento regional e nacional do País, e os avanços tecnológicos, no desenvolvimento de materiais e de novas tecnologias de construção, possibilitam soluções estruturais cada vez mais eficientes. P O N T E S Contextualização Neste contexto, o egresso do curso de Engenharia Civil deverá aprender os conceitos fundamentais sobre os princípios que regem a concepção e projeto pontes, com maior ênfase na aplicação do concreto armado como material de construção, possibilitando também o desenvolvimento de competências e habilidades para aplicar conhecimentos de engenharia no projeto e dimensionamento de estruturas. P O N T E S 18/02/2022 Ementa Conceitos iniciais; Dimensionamento e detalhamento de Superestrutura; Meso-estrutura e infra-estrutura; Projeto de uma ponte. P O N T E S Objetivos Gerais Aprender os principais conceitos sobre o projeto de pontes e dimensionamento dos elementos estruturais, com principal ênfase no projeto de elementos estruturais de concreto. P O N T E S 18/02/2022 Objetivos Específicos 1..Distinguir os principais sistemas estruturais adotados para pontes; 2..Analisar as vantagens e desvantagens dos diferentes sistemas estruturais existentes; 3..Identificar e determinar as solicitações em estruturas de pontes; 4..Dimensionar e detalhar elementos de superestrutura, mesoestrutura mesoestrutura e infraestrutura de pontes. P O N T E S Conteúdo Unidade 1 - Conceitos Iniciais 1.1- Classificação das pontes; 1.2- Sistemas estruturais e seções transversais; 1.3- Métodos construtivos; 1.4- Dados necessários para projeto; 1.5- Solicitações em pontes. P O N T E S 18/02/2022 Conteúdo Unidade 2 - Superestrutura 2.1- Distribuição dos esforços no tabuleiro e vigamentos; 2.2 - Trem-tipo; 2.3 - Envoltória das solicitações; 2.4 - Dimensionamento do vigamento principal e lajes. P O N T E S Conteúdo Unidade 3 – Meso-Estrutura 3.1- Esforços em pilares: longitudinais e transversais 3.2 -Dimensionamento de pilares 3.3 -Aparelhos de apoio P O N T E S 18/02/2022 Conteúdo Unidade 4 – Infra-Estrutura 4.1- Escolha do tipo de fundação: estudo de casos 4.2 -Fundações diretas 4.3 -Fundações profundas 4.4 -Cálculo de esforços e dimensionamento. P O N T E S Conteúdo Unidade 5 –Projeto de Ponte e apresentação de memorial de cálculo 5.1-Definição da superestrutura 5.2-Cálculo de esforços, dimensionamento e detalhamento de principais elementos da superestrutura 5.3-Cálculo de esforços, dimensionamento e detalhamento de principais elementos da meso-estrutura 5.4-Cálculo de esforços, dimensionamento e detalhamento de principais elementos da infra-estrutura.P O N T E S 18/02/2022 Bibliografia Básica P O N T E S FREITAS, Moacyr de. Infra-estrutura de pontes de vigas. São Paulo: Blucher, Bibliografia Básica FUSCO, Pericles Brasiliense. Técnica de armar as estruturas de concreto. São Paulo: PINI, 2006. P O N T E S 18/02/2022 Bibliografia Básica MARCHETTI, Osvaldemar. Pontes de concreto armado. São Paulo: E. Blücher, 2009. P O N T E S Bibliografia Complementar 1. CARVALHO, Roberto Chust; FIGUEIREDO FILHO, Jasson Rodrigues de. Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado: segundo a NBR 6118:2003. 3. ed. São Carlos: EDUFSCar, 2007. 2. CARVALHO, Roberto Chust. Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado. 2. ed. São Paulo: PINI, 2009. 3. LEONHARDT, Fritz. Construções de concreto. Rio de Janeiro: Interciência, 1979-1983. P O N T E S 18/02/2022 Bibliografia Complementar 4. CLÍMACO, João Carlos Teatini de Souza. Estruturas de concreto armado: fundamentos de projetos, dimensionamento e verificação. 2.ed. Brasilia: Universidade de Brasília, 2008 5. FUSCO, Péricles Brasiliense. Estruturas De Concreto : Solicitações Tangenciais. São Paulo: PINI, 2008 P O N T E S 25/02/2022 P O N T E S Engenharia Civil Professor: Nilton Batista Unidade 01 – Conceitos Iniciais 1.1 - Classificação de Pontes P O N T E S Aula 02 Pontes - Construção com o objetivo de transpor um obstáculo para estabelecer a continuidade de uma via de qualquer natureza. Passagem para pedestres Ferrovia Rodovia Pontes P O N T E S Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.1- Segundo o Seu Comprimento; 1.1.2- Segundo a Natureza do Tráfego; 1.1.3- Segundo o Desenvolvimento Planimétrico; 1.1.4- Segundo o Desenvolvimento Altimétrico; 1.1.5- Segundo o Material da Superestrutura; 1.1.6- Segundo o Sistema Estrutural da Superestrutura; 1.1.7- Segundo a Posição do Tabuleiro; 1.1.8- Segundo a Mobilidade do Tramo; 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1.10- Segundo o Tipo de Secção Transversal. 1.1.11- Segundo a Tipo Estático da Superestrutura Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.1- Segundo o Seu Comprimento, as Pontes podem ser Classificadas em: 1.1.1.1- Galerias ( Bueiros ) - de 2 a 3 metros. Bueiros – Pequeno Obstáculo onde há Passagem de Água Contínua ou Sazonal Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.1.1- Galerias ( Bueiros ) - de 2 a 3 metros. Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.1- Segundo o Seu Comprimento, as Pontes podem ser Classificadas em: 1.1.1.2- Pontilhões - de 3 a 10 metros. Obras de ampliação dos pontilhões sob a linha férrea Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.1 - Segundo o Seu Comprimento, as Pontes podem ser Classificadas em: 1.1.1.3- Pontes - acima de10 metros. Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.1.3- Pontes - acima de10 metros a) Pontes de Pequenos Vãos - até de 30 metros. b) Pontes de Médios Vãos - até de 30 a 60 metros. c) Pontes de Grandes Vãos – acima de 60 metros. Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.1-Segundo o Seu Comprimento. 25/02/2022 1.1.2- Segundo a Natureza do Tráfego , as Pontes podem ser Classificadas em: a) Pontes Rodoviárias; b) Pontes Ferroviárias; c) Passarelas; d) Pontes Aeroviárias; e) Pontes-Aquedutos; f) Pontes Mistas Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.2- Segundo a Natureza do Tráfego , as Pontes podem ser Classificadas em: a) Pontes Rodoviárias; b) Pontes Ferroviárias; c) Passarelas; d) Pontes Aeroviárias; e) Pontes-Aquedutos; f) Pontes Mistas Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.2- Segundo a Natureza do Tráfego , as Pontes podem ser Classificadas em: a) Pontes Rodoviárias; b) Pontes Ferroviárias; c) Passarelas; d) Pontes Aeroviárias; e) Pontes-Aquedutos; f) Pontes Mistas Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.2- Segundo a Natureza do Tráfego , as Pontes podem ser Classificadas em: a) Pontes Rodoviárias; b) Pontes Ferroviárias; c) Passarelas; d) Pontes Aeroviárias; e) Pontes-Aquedutos; f) Pontes Mistas Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.2- Segundo a Natureza do Tráfego , as Pontes podem ser Classificadas em: a) Pontes Rodoviárias; b) Pontes Ferroviárias; c) Passarelas;d) Pontes Aeroviárias; e) Pontes-Aquedutos; f) Pontes Mistas Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.2- Segundo a Natureza do Tráfego , as Pontes podem ser Classificadas em: a) Pontes Rodoviárias; b) Pontes Ferroviárias; c) Passarelas; d) Pontes Aeroviárias; e) Pontes-Aquedutos; f) Pontes Mistas Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.3- Segundo o Desenvolvimento Planimétrico Segundo o desenvolvimento em Planta do Traçado, as pontes podem ser classificadas: 1.1.3.2-Pontes Curvas Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.3.1-Pontes Retas 1.1.3.1-Pontes Retas -Esconsas; EIXO LINHA DE APOIO Pontes P O N T E S 1.1.3- Segundo o Desenvolvimento Planimétrico 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.3.1-Pontes Retas -Ortogonais; Pontes P O N T E S 1.1.3- Segundo o Desenvolvimento Planimétrico 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.3.2-Pontes Curvas - Apresentam eixo, em planta, curvo Pontes P O N T E S 1.1.3- Segundo o Desenvolvimento Planimétrico 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.4- Segundo o Desenvolvimento Altimétrico Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.5- Segundo o Material da Superestrutura •Madeira; •Alvenaria •Concreto simples; •Concreto armado; •Concreto protendido; •Aço; •Mistas(concreto e aço). Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.6- Segundo o Sistema Estrutural da Superestrutura As pontes podem ser classificadas, quanto ao sistema estrutural da superestrutura em: a)-Ponte em viga; b)-Ponte em pórtico; c)-Ponte em arco; d)-Ponte pênsil; e)-Ponte estaiada. Estes tipos de pontes podem apresentar subdivisões, em função dos tipos de vinculação dos elementos. Estas subdivisões serão devem ser tratadas posteriormente. Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.6- Segundo o Sistema Estrutural da Superestrutura a ) Ponte em Viga 25/02/2022 Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.6- Segundo o Sistema Estrutural da Superestrutura b ) Ponte em Pórtico Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.6- Segundo o Sistema Estrutural da Superestrutura c ) Ponte em Arco 25/02/2022 Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.6- Segundo o Sistema Estrutural da Superestrutura d ) Ponte em Pênsil Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.6- Segundo o Sistema Estrutural da Superestrutura e ) Ponte em Estaiada 25/02/2022 1.1.7- Segundo a Posição do Tabuleiro; 1.7.1- 1.7.2- 1.7.3- Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.8- Segundo a Mobilidade do Tramo Podem Ser Classificadas como: 1.1.8.1 – Fixas 1.1.8.2 – Móveis a) Giratória – Movimento de rotação do tramo em torno de um eixo vertical; b) Basculante – Movimento de rotação do tramo em torno de um eixo horizontal; c) Levadiça – O Tramo móvel apresenta movimento de translação vertical; d) Corrediça - O Tramo móvel apresenta movimento de translação horizontal longitudinal; e) Oscilante – Emprega no acesso a balsas; f) Flutuante – Apresenta apoios sobre elementos flutuantes Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 1.1.8- Segundo a Mobilidade do Tramo Pontes 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; Classificam-se em: a)-Ponte Executadas em “in loco”; b)-Ponte em Elementos Pré-Moldados; c)-Ponte em Balanço Sucessivos; d)-Ponte em Aduelas ou Segmentos; e)-Ponte em Balanço Progressivos; Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 a)-Ponte Executadas em “in loco” A construção com concreto moldado no local é a denominação aqui apresentada para o tipo tradicional de execução de concreto armado, e que consiste na concretagem da superestrutura no local, com o emprego de fôrmas apoiadas em cibramento fixo. Pontes P O N T E S 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais b)-Ponte em Elementos Pré-Moldados A construção com o emprego de elementos pré-moldados, na sua forma mais comum, consiste no lançamento de vigas pré-moldadas por meio de dispositivo adequado, seguido da aplicação de parcela adicional de concreto moldado no local, em fôrmas que se apoiam nas vigas pré-moldadas, eliminando - ou reduzindo drasticamente - o cimbramento Pontes P O N T E S 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 c)-Ponte em Balanço Sucessivo É feita a partir dos lados dos pilares, em segmentos; a fôrma para a moldagem de cada segmento é sustentada pelo segmento anterior, sendo portanto necessário que o concreto desse segmento anterior esteja com a resistência adequada. Também, neste caso, elimina-se - ou reduz-se drasticamente - o cimbramento Pontes P O N T E S 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais c)-Ponte em Balanço Sucessivo É feita a partir dos lados dos pilares, em segmentos; a fôrma para a moldagem de cada segmento é sustentada pelo segmento anterior, sendo portanto necessário que o concreto desse segmento anterior esteja com a resistência adequada. Também, neste caso, elimina-se - ou reduz-se drasticamente - o cimbramento Pontes P O N T E S 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 d)-Ponte em Aduela ou Segmento Este processo construtivo é semelhante ao dos balanços sucessivos, permitindo eliminar o cimbramento, sendo também utilizado em obras de concreto protendido. Difere, porém do processo anterior, em que as partes sucessivamente colocadas em balanço e apoiadas no trecho já construído são pré-moldados. Pontes P O N T E S 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais e)-Ponte em Deslocamento Progressivo Consiste na execução da ponte em segmentos, em local apropriado junto à cabeceira da ponte; à medida que o concreto de cada segmento vai adquirindo a resistência adequada, a ponte é progressivamente deslocada para o local definitivo, também eliminando - ou reduzindo drasticamente - o cimbramento Pontes P O N T E S 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 e)-Ponte em Deslocamento Progressivo Pontes P O N T E S 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais e)-Ponte em Deslocamento Progressivo Pontes P O N T E S 1.1.9- Segundo a Tipo Construtivo da Superestrutura; 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 Pontes P O N T E S 1.1.10- Segundo a Tipo de Secção Transversal 1.1.10.1-Ponte de Laje a) – Ponte de Laje Maciça b) – Ponte de Laje Vazada 1.1.10.2-Ponte de Viga a) – Ponte de Viga Seção T b) – Ponte de Viga Seção Celular 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 1.1.11- Segundo a Tipo Estático da Superestrutura a)-Isostática b)-Hiperestática Pontes P O N T E S 1.1 – Classificação das Pontes Unidade 1: Conceitos Gerais 25/02/2022 Estrutura das Pontes MESOESTRUTURA Pilares, Aparelhos de Apoio e Encontros SUPERESTRUTURALajes e Vigas INFRAESTRUTURA Blocos, Sapatas, Estacas e Tubulões Pontes P O N T E S Decisões Para Projeto e Construção Qual o Terreno ? Qual o Tempo ? Sistema Tipo Esforços Pontes P O N T E S 03/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista Engenharia Civil Unidade 01 – Conceitos Iniciais 1.2-Elementos Constituintes das Pontes Aula 03 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES Tendo em vista os aspectos estruturais, as pontes podem ser subdivididas nos seguintes elementos, como mostra a Figura MESOESTRUTURA Pilares, Aparelhos de Apoio e Encontros SUPERESTRUTURA Lajes e Vigas Professor: Nilton Batista INFRAESTRUTURA Blocos, Sapatas, Estacas e Tubulões P O N T E S 03/03/2022 1.2.1-Superestrutura é a parte da ponte destinada a vencer o obstáculo. A superestrutura pode ser subdividida em duas partes: Pontes Professor: Nilton Batista 1.2.1.1-Estrutura principal (ou sistema estrutural principal ou simplesmente sistema estrutural) - que tem a função de vencer o vão livre; 1.2.1.2-Estrutura secundária (ou tabuleiro ou estrado) - que recebe a ação direta das cargas e a transmite para a estrutura principal. 1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.1-Superestrutura Pontes Professor: Nilton Batista Nomenclatura e função dos elementos das pontes 1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S a) Tabuleiro: compreende seu estrado –área total superior da obra destinada ao tráfego. b) Lajes: elementos basicamente planos, que servem de apoio para as cargas móveis que circulam sobre o tabuleiro –geralmente em concreto. c) Longarinas: vigas longitudinais, que vencem os vãos principais e dão apoio às lajes. d) Transversinas: vigas transversais às longarinas, cuja função principal é a de promover a distribuição transversal das cargas entre as longarinas. e) Juntas: espaços que separam as estruturas de dois tabuleiros adjacentes, que têm funcionamentos independentes. 03/03/2022 1.2.1-Superestrutura Pontes Professor: Nilton Batista 1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S Nomenclatura e função dos elementos das pontes Tabuleiro com vãos isostáticos e juntas intermediárias Tabuleiro contínuo sem juntas intermediárias 1.2.1-Superestrutura Pontes Professor: Nilton Batista 1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S Nomenclatura e função dos elementos das pontes 03/03/2022 1.2.1-Superestrutura Pontes Professor: Nilton Batista 1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S Tabuleiro com vigas múltiplas: lançamento de vigas Tabuleiro com vigas múltiplas: lançamento das lajotas pré-moldadas justapostas 1.2.2-Mesoestrutura é conjunto de elementos estruturais, geralmente localizados na porção média da estrutura de uma ponte, que são responsáveis pela transmissão dos esforços da superestrutura para a infraestrutura. Em geral é formada pelos pilares, aparelhos de apoio e encontros, estando frequentemente sujeita a forças externas hidráulicas e eólicas relevantes. Pontes Professor: Nilton Batista 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 03/03/2022 1.2.2-Mesoestrutura. Pontes1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S d) Travessas: dispostas transversalmente ao tabuleiro, que recebem as cargas da superestrutura e as transferem aos pilares. b) Aparelhos de apoio: dispositivos que transferem os esforços da super para a meso e a infraestrutura, permitindo deslocamentos e rotações da superestrutura nas direções longitudinal e transversal. a) Pilares: elementos estruturais, quase sempre verticais, que recebem os esforços da superestrutura. c) Encontros: compreendem todo o conjunto de dispositivos localizados nas regiões de início e de fim da obra de arte. Pontes Professor: Nilton Batista 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura a) Pilares ● Pilar pré-moldado: 03/03/2022 Pontes Professor: Nilton Batista 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura a) Pilares ● Pilar com forma convencional Pontes Professor: Nilton Batista 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura a) Pilares ● Pilar com forma deslizantes 03/03/2022 Pontes Professor: Nilton Batista 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura a) Pilares ● Pilar com forma trepante b) Aparelhos de Apoio As três principais funções dos aparelhos de apoio são: Pontes Professor: Nilton Batista - Transmitir as cargas da superestrutura à mesoestrutura ou à infra-estrutura; - Permitir os movimentos longitudinais da superestrutura, devidos à retração própria da superestrutura e aos efeitos da temperatura, expansão e retração; - Permitir as rotações da superestrutura, motivadas pelas deflexões provocadas pela carga permanente e pela carga móvel. 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura 03/03/2022 -Tipos de Aparelhos de Apoio Pontes Professor: Nilton Batista - Aparelhos de apoio Metálico; - Aparelho de apoio de Concreto; - Aparelho de apoio de neoprene. 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura b) Aparelhos de Apoio Compreendem todo o conjunto de dispositivos localizados nas regiões de início e de fim da obra de arte. Pontes Professor: Nilton Batista 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura c) Encontros ● Travessas. ● Cortinas: estruturas de arrimo. ● Laje de transição (ou de aproximação): transição do apoio do aterro e da obra. 03/03/2022 Pontes 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura c) Encontros ● Muros de ala: muros nas laterais dos encontros, que impedem que a saia do talude avance sobre a lateral da obra. ● Muros dos encontros: idem, que evitam os aterros na lateral e na frente da obra. Pontes 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.2-Mesoestrutura c) Encontros Muros de encontro em terra armada instalados fora do apoio do encontro Muros de encontro incorporados ao apoio do encontro 03/03/2022 1.2.3-Infraestrutura ou fundação, é constituída pelos elementos estruturais através dos quais são transmitidos ao terreno na qual a obra está implantada, de uma forma segura e compatível com as características do solo, os esforços recebidos da mesoestrutura e provenientes dos diversos carregamentos atuantes sobre a obra. As seguintes soluções são comuns para pontes: Pontes Professor: Nilton Batista 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES a) Fundações diretas: - Sapatas ( geralmente armadas ); - Blocos – mesmas formas que as sapatas, porém com maior volume e geralmente em concreto simples, sem necessidade de armadura P O N T E S 1.2.3-Infraestrutura - As seguintes soluções são comuns para pontes: Pontes Professor: Nilton Batista b) Fundações indiretas: - Estacas de madeira; P O N T E S 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES 03/03/2022 1.2.3-Infraestrutura -As seguintes soluções são comuns para pontes: Pontes Professor: Nilton Batista 1.2.0-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES b) Fundações indiretas: - Estacas pré-moldada de concreto armado ou protendido; P O N T E S 1.2.3-Infraestrutura- As seguintes soluções são comuns para pontes: Pontes Professor: Nilton Batista 1.2.0-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES b) Fundações indiretas: - Estacas metálicas. P O N T E S 03/03/2022 Pontes Professor: Nilton Batista b) -Fundações indiretas: - Estacas de concreto moldado no local; 1.2.3-Infraestrutura- As seguintes soluções são comuns para pontes: 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S Pontes Professor: Nilton Batista b) -Fundações indiretas: - Execução de Estacas em Lâmina d’água “As estacas escavadas de grande diâmetro podem ser executadas em presença de lâmina d’água, o que ocorre em obras marítimas e em construção de pontes. 1.2.3-Infraestrutura-1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 03/03/2022 Pontes Professor: Nilton Batista b) -Fundações indiretas: - Execução de Estacas em Lâmina d’água Nesse caso, a escavação mecânica e a concretagem submersa são precedidas da cravação de camisa metálica por intermédio de martelo hidráulico ou vibratório. As camisas metálicas podem ser perdidas ou recuperadas, e os equipamentos, quando necessários, são montados em plataforma flutuante (barcaças de convés chato).” 1.2.3-Infraestrutura- 1.2-ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.3-Infraestrutura Além disso, fazem parte da infraestrutura as peças de ligação de seus diversos elementos, tais como: c) Blocos de coroamento de estacas; d) Vigas de Ligação. Pontes Professor: Nilton Batista 1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 03/03/2022 Com relação à seção transversal, conforme mostrado na figura a seguir, podem aparecer os seguintes elementos: Pontes Professor: Nilton Batista 1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES • Pista de rolamento - largura disponível para o tráfego normal dos veículos, que pode ser subdividida em faixas; • Acostamento - largura adicional à pista de rolamento destinada à utilização em casos de emergência, pelos veículos; • Defensa - elemento de proteção aos veículos, colocado lateralmente ao acostamento; • Passeio - largura adicional destinada exclusivamente ao tráfego de pedestres; • Guarda-roda - elemento destinado a impedir a invasão dos passeios pelos veículos; • Guarda corpo - elemento de proteção aos pedestres. P O N T E S 1.2.4-Seção Transversal Pontes1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S 1.2.4-Seção Transversal 03/03/2022 Pontes1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.4-Seção Transversal Elementos Complementares Professor: Nilton Batista Pontes1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES P O N T E S 1.2.4-Seção Transversal Elementos de Drenagem Professor: Nilton Batista Muros de encontro em terra armada instalados fora do apoio do encontro Muros de encontro incorporados ao apoio do encontro 03/03/2022 Com relação à seção longitudinal, mostrada na Figura, tem-se as seguintes denominações: Pontes Professor: Nilton Batista 1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES • Comprimento da ponte (também denominado de vão total) - distância, medida horizontalmente segundo o eixo longitudinal, entre as seções extremas da ponte; • Vão (também denominado de vão teórico e de tramo) - distância, medida horizontalmente, entre os eixos de dois suportes consecutivos; • Vão livre - distância entre as faces de dois suportes consecutivos; • Altura de construção - distância entre o ponto mais baixo e o mais alto da superestrutura; • Altura livre - distância entre o ponto mais baixo da superestrutura e o ponto mais alto do obstáculo. P O N T E S 1.2.5-Seção Longitudinal Pontes1.2 -ELEMENTOS CONSTITUÍNTES DAS PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S 1.2.5-Seção Longitudinal Com relação à seção longitudinal, mostrada na Figura, tem-se as seguintes denominações: 18/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista Engenharia Civil Unidade 01 – Conceitos Iniciais Solicitações nas Pontes Aula 04 Introdução Como as pontes são um tipo particular de estrutura, a consideração das ações e da segurança deve ser feita de acordo com a norma NBR 8681 "Ações e segurança nas estruturas", que classifica as ações da seguinte forma: Professor: Nilton Batista 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S 18/03/2022 Segundo a norma NBR 7187 "Projeto e execução de pontes de concreto armado e protendido", as ações podem ser agrupadas na forma que se segue: - Ações Permanentes, que entre outras são: -.Cargas provenientes do peso próprio dos elementos estruturais; -.Cargas provenientes do peso da pavimentação, dos trilhos, dos dormentes, dos lastros, dos revestimentos, das defensas, dos guarda-rodas, dos guarda-corpos e de dispositivos de sinalização; -.Empuxos de terra e de líquidos; -.Forças de protensão; -.Deformações impostas, isto é, aquelas provocadas por fluência e retração do concreto, e por deslocamentos de apoios. Introdução Professor: Nilton Batista P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Segundo a norma NBR 7187 "Projeto e execução de pontes de concreto armado e protendido", as ações podem ser agrupadas na forma que se segue: - Ações Variáveis, que entre outras são: -.As cargas móveis (ação gravitacional, força centrífuga choque lateral; efeitos de frenagem e aceleração) -.As carga de construção; -.A ação do vento; -.O empuxo de terra provocado por cargas móveis; -.A pressão da água em movimento; -.O efeito dinâmico do movimento das águas; -.As variações de temperatura Introdução Professor: Nilton Batista P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES 18/03/2022 Segundo a norma NBR 7187 "Projeto e execução de pontes de concreto armado e protendido", as ações podem ser agrupadas na forma que se segue: - Ações Excepcionais, que entre outras são: -. Choques de veículos; - Choque de embarcações. Introdução Professor: Nilton Batista P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES a) Peso próprio dos elementos estruturais -. No caso de pontes metálicas ou de madeira, o maior número de peças torna conveniente a avaliação prévia do peso próprio da estrutura que pode ser por meio de fórmulas empíricas que variam de acordo com as características da obra ● Ações Pernamentes Professor: Nilton Batista P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES 18/03/2022 -. Ao contrário, em concreto armado ou protendido, esboça-se um anteprojeto da ponte, fixando as dimensões (pré-dimensionando, como se diz) com base na observação de estruturas anteriormente projetadas; a seguir, calcula-se o peso próprio a partir do volume de concreto de cada peça. a) Peso próprio dos elementos estruturais ● Ações Pernamentes Professor: Nilton Batista P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES -. Quando a discrepância entre os valores do peso próprio estimado e o resultante do dimensionamento definitivo for maior que 5%, recomenda-se refazer o cálculo das solicitações devidas a essa ação. Devem ser tomados, no mínimo, os seguintes valores dos pesos específicos: -concreto simples: 24 kN/m³ -concreto armado ou protendido: 25 kN/m³ a) Peso próprio dos elementos estruturais ● Ações Pernamentes Professor: Nilton Batista P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES 18/03/2022 b) Peso próprio dos elementos não estruturais - Pavimentação - Para o peso específico da pavimentação deve-se empregar no mínimo o valor de 24 kN/m³. - Para o recapeamento deve-se prever uma carga adicional de 2 kN/m² - Lastro ferroviário, trilhos e dormentes - Para o material do lastro deve ser considerado um peso específico aparente de 18 kN/m³. - Na ausência de indicações precisas, a carga referente aos dormentes, trilhos e acessórios deve ser considerada no mínimo igual a 8 kN/m por via. ● Ações Pernamentes P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista c) Empuxo de terra e de água - Empuxo de terra O peso específico do solo úmido deve ser considerado, no mínimo, igual a 18 kN/m³ e o ângulo de atrito interno, no máximo igual a 30°.. ● Ações Pernamentes P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista 18/03/2022 O empuxo de água e a subpressão devem ser considerados nas situações mais desfavoráveis, sendo dada especial atenção ao estudo dos níveis máximo e mínimo dos cursos d'água e do lençol freático. No caso de utilização de contrapeso enterrado é obrigatória, na avaliação de seu peso, a consideração da hipótese de submersão total do mesmo, salvo comprovação da impossibilidade de ocorrência dessa situação. ● Ações Pernamentes P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista c) Empuxo de terra e de água - Empuxo de água d) Força de ProtensãoA força de protensão é considerada de acordo com os princípios do concreto protendido, satisfazendo o disposto na versão da NBR 6118 "Projetos de estruturas de concreto”. ● Ações Pernamentes P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista Trata-se de uma força normal de compressão que provoca uma variação na dimensão da peça e , portanto, se essa variação é impedida total ou parcialmente , aparecerão tensões adicionais, que deverão ser consideradas. A força de protensão sendo um esforço permanentemente aplicado, tem muita importância sobre o fenômeno da deformação lenta do concreto, além da deformação imediata que produz no instante em que é aplicado. 18/03/2022 e) Deformações impostas De uma forma geral, a fluência acarreta acréscimo de deformação nas estruturas, de concreto armado ou protendido. Este acréscimo de deformações com o tempo deve ser levado em conta na verificação do estado limite de deformações excessivas. No caso de elementos comprimidos, este acréscimo de deformações pode produzir acréscimos significativos nas solicitações, que também devem ser objeto de atenção na verificação do estado limite último. - Fluência ● Ações Pernamentes P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista e) Deformações impostas A retração provocará o aparecimento de solicitações quando as deformações da estrutura oriundas desta ação forem impedidas. É o caso das pontes com estrutura principal hiperestática, nas quais as diversas partes constituintes devem ser projetadas para resistirem a esses acréscimos de tensões. Nas pontes com estrutura principal isostática essas deformações devem ser levadas em conta no projeto dos aparelhos de apoio, caso contrário aparecerão esforços adicionais correspondentes às deformações impedidas. - Retração ● Ações Pernamentes P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista 18/03/2022 - Um dos critérios para escolher entre uma estrutura principal isostática ou outra hiperestática consiste justamente em eliminar a segunda solução quando houver temor de recalques excessivos de fundação. - Quando porém, a estrutura hiperestática for escolhida, apesar da possibilidade de recalques excessivos da fundação, os efeitos destes recalques devem ser estudados cuidadosamente. - Quando o terreno em que se assenta as fundações é de pequena resistência e a estrutura da ponte hiperestática, deve- se levar em conta no cálculo dessa estrutura a influencia de possíveis recalques nos apoios . Em geral, para efeito de cálculo pode-se adotar um recalque dado por: - Deslocamentos de apoio e) Deformações impostas ● Ações Pernamentes P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista δ = L . 5.000,00 L = Comprimento do Maior Tramo em (m) a) Força Centrífuga ● Ações Variáveis P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista A força centrífuga se manifesta nas pontes em curva, aplicada pelo veículo ao tabuleiro através do atrito das rodas com o pavimento ou, em pontes ferroviárias, aplicada pelo friso das rodas ao trilho e, consequentemente, à estrutura. Convém observar que basta ser curvilínea a trajetória do veículo, enquanto que o eixo longitudinal da obra, em planta, pode ser retilíneo. Assim, por exemplo, a abóbada da Figura é reta (tem planta de eixo retilíneo, normal aos pegões); mas a ferrovia sobre o tabuleiro tem andamento curvilíneo, provocando o aparecimento de força centrífuga. 18/03/2022 a) Força Centrífuga ● Ações Variáveis P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista Supondo que o eixo da estrada seja uma curva de raio de curvatura R, a força centrífuga seria dada por: onde v e M são a velocidade e a massa do veículo. Exprimindo v em km/h, R em metros, e colocando em termos do peso do veículo, tem-se expressão que permite determinar a força centrífuga a partir do peso Q correspondente a cada eixo do trem-tipo. a) Força Centrífuga ● Ações Variáveis P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista Na NBR 7187, a força centrífuga é considerada em função do tipo de tráfego, do raio de curvatura R e, para ferrovias, em função da largura da bitola, o que procura levar em conta a diferença de velocidades usuais entre bitola larga e bitola estreita. Tem-se assim a força centrífuga avaliada como uma fração C da carga, já incluído o efeito dinâmico, com os valores apresentados a seguir: 18/03/2022 b) Choque lateral (impacto lateral) ● Ações Variáveis P O N T E S 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista O impacto lateral, também chamado de choque lateral, surge nas pontes ferroviárias como conseqüência da folga existente entre o friso das rodas e o boleto do trilho; o movimento do trem não é perfeitamente retilíneo, havendo choque das rodas ora contra um trilho ora contra o outro. Procura-se levar em conta esse efeito substituindo-o por uma força horizontal normal ao eixo da linha e concentrada contra o topo do trilho, como carga móvel a ser disposta na situação mais desfavorável, com intensidade igual a 20% da carga do eixo mais pesado c) Efeito da frenagem e da aceleração ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Em geral, nas pontes de concreto, a laje resiste bem a estes esforços, transmitindo-os aos elementos da infraestrutura de uma forma que depende do arranjo dos aparelhos de apoio. Estes esforços irão então produzir uma considerável flexão da infraestrutura, como ilustrado na Figura Os veículos ao serem freados ou acelerados numa ponte, irão produzir sobre as mesmas, forças na direção do tráfego, ou seja, forças horizontais ao longo do eixo da ponte. 18/03/2022 c) Efeito da frenagem e da aceleração ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S A norma NBR 7187 determina que as forças horizontais de frenagem e aceleração sejam calculadas como uma fração das cargas móveis verticais, da seguinte forma: d) Variação de Temperatura ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista Esta distribuição de temperatura pode ser decomposta em três parcelas (Fig. “a”): variação uniforme, variação linear (gradiente de temperatura) e uma parcela correspondente à temperatura igual nas faces opostas, variando no interior da seção. P O N T E S 18/03/2022 d) Variação de Temperatura ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Como existe uma superfície exposta (parte superior) à ação solar direta, a distribuição de temperatura ao longo da altura da seção transversal das pontes apresenta a forma indicada na Figura. Distribuição da temperatura ao longo da altura da seção d) Variação de Temperatura ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S As deformações correspondentes a estas parcelas estão mostradas na (Fig. “b”) 18/03/2022 d) Variação de Temperatura ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Momentos fletores em seção celular devidos à variação de temperatura na laje do tabuleiro. Cabe destacar que a variação da temperatura pode acarretar esforços na direção transversal ao eixo da ponte. A Figura mostra, para seção celular, os momentos fletores devidos a uma variação uniforme de temperatura (Fig.a) e a um gradiente térmico na laje do tabuleiro. d) Variação de Temperatura ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Na norma NBR 7187 é recomendado que seja considerada uma variação uniforme de temperatura de ±15 °C. Empregando o valor do coeficiente de dilatação térmica do concreto (α) igual a 10-5/°C, pode-se avaliar a variação do comprimento dos elementos e consequentemente os seus efeitos. Combinada a esta variação, deve ser considerada, ao longo da altura de cada seção transversal, a distribuiçãode temperatura indicada pela NBR 7187, que é reproduzida na Figura. Distribuição de temperatura ao longo da altura da seção, segundo a NBR 7187 . h1 = 0,30 h = 0,15 m h2 = 0,30 h = 0,10 m = 0,25 m h3 = 0,30 h = h-h1-h2 = 0,10 m + h pav. 18/03/2022 e) Pressão da Água em Movimento ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Segundo a norma NBR 7187, a pressão da água em movimento sobre os pilares e os elementos de fundação pode ser determinada através da expressão: onde: q é a pressão estática equivalente em kN/m²; va é a velocidade da água em m/s; K é um coeficiente adimensional cujo valor é 0,34 para elementos de seção transversal circular. Para elementos com seção transversal retangular, o valor de K é função do ângulo de incidência do movimento da água em relação ao plano da face do elemento, conforme a Tabela . e) Pressão da Água em Movimento ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Segundo a norma NBR 7187, a pressão da água em movimento sobre os pilares e os elementos de fundação pode ser determinada através da expressão: onde: q é a pressão estática equivalente em kN/m²; va é a velocidade da água em m/s; K é um coeficiente adimensional cujo valor é 0,34 para elementos de seção transversal circular. Para elementos com seção transversal retangular, o valor de K é função do ângulo de incidência do movimento da água em relação ao plano da face do elemento, conforme a Tabela . 18/03/2022 e) Pressão da Água em Movimento ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S e) Pressão da Água em Movimento ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S No caso de um pilar de seção circular, num rio com velocidade da água igual a 2 m/s, tem-se: q = 0,34 x 2² =1,36 kN/m² que é da ordem de grandeza da pressão do vento. Destaca-se entretanto que nos rios que carregam troncos de árvore ou galhos esta pressão poderá ser bem maior do que os valores avaliados com a expressão fornecida, devido ao fato desse material se prender nos pilares. Em situações em que o movimento da água é muito importante, a norma NBR 7187 estabelece que o efeito dinâmico das ondas e das águas em movimento deve ser determinado através de métodos baseados na hidrodinâmica. 18/03/2022 f) Empuxo de terra provocado por cargas móveis ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Além da pressão de terra comentada anteriormente, nos encontros e nas cortinas, podem ocorrer pressões devidas à carga móvel que está adentrando ou deixando a ponte. Estas pressões se somam às anteriores, conforme ilustra a Figura. Fig. Efeito de carga móvel em cortina. f) Empuxo de terra provocado por cargas móveis ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Normalmente, essa carga móvel colocada junto à cabeceira da ponte, para efeito de cálculo, é considerada uniformemente distribuída, e cujo valor pode ser estimado transformando o peso do veículo-tipo em carga uniformemente distribuída e compondo-a com a carga distribuída q que considera o efeito de outros veículos, como se mostra na Figura. qv = Peso do Veículo tipo 3,00 x 6,00 q = qv x 3,00 + q x ( ℓp -3,00 ) κp Transformação da carga móvel em carga uniformemente distribuída. 18/03/2022 f) Empuxo de terra provocado por cargas móveis ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S O carregamento assim obtido, pode ser considerado como um aterro adicional, de altura ha, dividindo-se o seu valor pelo peso específico do solo, como ilustra a Figura. ha = q . γa ha g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas Os veículos mais pesados que trafegam pelas rodovias normalmente são os caminhões, as carretas e, mais recentemente, as chamadas CVC – Combinações de Veículos de Carga, que correspondem a uma unidade tratora e duas ou mais unidades rebocadas. ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 Apresentam-se alguns tipos representativos de caminhões, carretas e CVC utilizados no Brasil. Apresenta-se a carga distribuída equivalente determinada considerando a carga total do veículo uniformemente distribuída, correspondente a duas hipóteses: a) área de projeção do veículo com largura e todos os casos de 2,6 m ; b) considerando área retangular da largura da faixa de rolamento, adotada igual à 3,5 m em todos os casos, e comprimento igual ao do veículo mais 15 m de folga entre veículos consecutivos, que corresponderia a uma situação normal de tráfego. g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista g) Garga Móvel ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S 18/03/2022 g) Garga Móvel ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES Professor: Nilton Batista P O N T E S Deve-se lembrar ainda que as pontes rodoviárias estão sujeitas a veículos especiais como por exemplo o da carreta para transporte de transformadores. g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 Também deve ser considerada a possibilidade de tráfego de veículos militares, como por exemplo tanques, pelas pontes de determinadas rodovias. Após essas considerações preliminares serão apresentados os valores indicados pela norma NBR 7188. g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista A carga q é aplicada em todas as faixas da pista de rolamento, nos acostamentos e afastamentos, descontando-se apenas a área ocupada pelo veículo. A carga q' é aplicada nos passeios. Segundo a norma em questão, em pontes rodoviárias, a carga móvel é constituída por um veículo e por cargas q e q' uniformemente distribuídas, conforme a figura: Essas cargas são fictícias, e procuram levar em consideração a ação de multidão e de outros veículos mais leves ou mais afastados das zonas onde as cargas produzem maiores esforços solicitantes, com um esquema de carregamento mais cômodo para o cálculo. g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 Assim, por exemplo, ao se pesquisar o máximo momento fletor em uma determinada seção de uma viga contínua, o veículo é colocado no tramo desta seção, colocando-se ainda as cargas q e q' (sem o veículo) nos tramos onde essas cargas provoquem aumento desse momento. Transversalmente essas cargas se estenderão até onde possam contribuir para aumentar esse momento. Esquema de carregamento para cálculo do momento máximo da seção 25. g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista No período de 1984 a 2004, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias vêm sendo realizadas de acordo com a norma NBR 7188/84 (ABNT, 1984). Tais considerações são definidas nos itens (3.1) e (3.2). Para efeito de escolha das cargas móveis, a norma NBR 7188, divide as pontes rodoviárias em três classes, discriminadas a seguir: • Classe 45: na qual a base do sistema é um veículo-tipo de 450 kN de peso total; • Classe 30: na qual a base do sistema é um veículo tipo de 300 kN de peso total; • Classe 12: na qual a base do sistema é um veículo tipo de 120 kN de peso total. A utilização das diferentes classes de pontes fica a critério dos órgãos com jurisdição sobre as mesmas. g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 Na Tabela apresentam-seo peso do veículo e os valores das cargas q e q' para cada uma das classes de pontes. Pesos dos veículos e valores das cargas distribuídas. g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas ● Ações Variáveis 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista Características dos veículos-tipo. g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista ● Ações Variáveis 18/03/2022 TIPOS 45 e 30 TIPO 12 VISTA LATERAL ESQUEMÁTICA DOS VEÍCULOS TIPO DIMENSÕES DA ÁREA DE CONTACTO DA RODA NO PAVIMENTO g) Garga Móvel - Pontes rodoviárias e passarelas 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista ● Ações Variáveis Pontes As cargas nas pontes ferroviárias são fixadas pela norma NBR 7189 "Cargas móveis para o projeto estrutural de obras ferroviárias". Essa norma estabelece quatro classes de trens-tipo que são relacionadas a seguir: • TB-360: para ferrovias sujeitas a transporte de minério de ferro ou outros carregamentos equivalentes; • TB-270: para ferrovias sujeitas a transporte de carga geral; • TB-240: para ser adotado somente na verificação de estabilidade e projeto de reforço de obras existentes; • TB-170: para vias sujeitas exclusivamente ao transporte de passageiros em regiões metropolitanas ou suburbanas. g) Garga Móvel - Pontes Ferroviárias 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista ● Ações Variáveis 18/03/2022 Q = carga por eixo q e q' = cargas distribuídas na via, simulando, respectivamente vagões carregados e descarregados As características geométricas e os valores das cargas estão mostrados na Figura e na Tabela a seguir: Figura - Características das cargas ferroviárias. g) Garga Móvel - Pontes Ferroviárias 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista ● Ações Variáveis 18/03/2022 P O N T E S Engenharia Civil Unidade 01 – Conceitos Iniciais Dados necessários para projeto Professor: Nilton Batista Aula 05 ● Ações Variáveis Cálculo da Força Centrífuga 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista Fc = 0,25 . 45 = 11,25 tf ou 112,50 kN 18/03/2022 ● Ações Variáveis Cálculo da Força Centrífuga 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista Fc = 0,15 . 36 = 5,40 tf ou 54,00 kN ● Ações Variáveis Cálculo da Frenagem e Aceleração 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 Na Tabela apresentam-se o peso do veículo e os valores das cargas q e q' para cada uma das classes de pontes. Pesos dos veículos e valores das cargas distribuídas. Pontes rodoviárias e passarelas 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista ● Ações Variáveis Cálculo da Frenagem e Aceleração Ff = 30% x 450 kN = 135 kN Fa = 5% x ( q x Larg. Pista x L ) Fa = 5% x ( 5 kN/m² x 8,2 m x L(m) ) = 2,05 L Se Considerar Fa = Ff = 135 kN Fa = 2,05 L 135 = 2,05 L L = 135 . 2,05 L ≈ 65,85 m 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista Pontes rodoviárias e passarelas ● Ações Variáveis Cálculo da Frenagem e Aceleração 18/03/2022 ● Ações Variáveis h)Ação do Vento A ação do vento é traduzida por carga uniformemente distribuída horizontal, normal ao eixo da ponte. Sobre que superfície atua o vento? Admitem-se dois casos extremos para a verificação: Tabuleiro sem tráfego 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Tabuleiro ocupado por veículos reais. Professor: Nilton Batista ● Ações Variáveis h)Ação do Vento 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista P O N T E S 18/03/2022 ● Ações Variáveis h)Ação do Vento TABULEIRO SEM TRÁFEGO - neste primeiro caso (ponte descarregada), considera-se como superfície de incidência do vento, a projeção da estrutura sobre plano normal à direção do vento. 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista No caso de ponte descarregada (menor superfície exposta), admite-se que a pressão do vento seja de 1,5 kN/m², qualquer que seja o tipo de ponte. ● Ações Variáveis h)Ação do Vento TABULEIRO OCUPADO POR VEÍCULOS - neste segundo caso (ponte carregada), essa projeção é acrescida de uma faixa limitada superiormente por linha paralela ao estrado, distante da superfície de rolamento 3,50 - 2,00 - 1,70 m, conforme se trate, respectivamente, de ponte ferroviária, rodoviária ou para pedestres 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista Ao se verificar o caso de ponte carregada, admite-se que ao se oferecer essa maior superfície de incidência, o vento atue com menor intensidade: 1,0 kN/m² para pontes ferroviárias ou rodoviárias, e 0,7 kN/m2 em pontes para pedestres 18/03/2022 Ponte Ferroviária carregada, essa projeção é acrescida de uma faixa limitada superiormente por linha paralela ao estrado, distante da superfície de rolamento 3,50. No caso de ponte descarregada (menor superfície exposta), admite-se que a pressão do vento seja de 1,5 kN/m², qualquer que seja o tipo de ponte. Ao se verificar o caso de ponte carregada, admite-se que ao se oferecer essa maior superfície de incidência, o vento atue com menor intensidade: 1,0 kN/m² para pontes ferroviárias. 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES ● Ações Variáveis h) Ação do Vento P O N T E S Professor: Nilton Batista No caso de ponte descarregada (menor superfície exposta), admite-se que a pressão do vento seja de 1,5 kN/m², qualquer que seja o tipo de ponte. Ponte rodoviária carregada, essa projeção é acrescida de uma faixa limitada superiormente por linha paralela ao estrado, distante da superfície de rolamento 2,00. Ao se verificar o caso de ponte carregada, admite-se que ao se oferecer essa maior superfície de incidência, o vento atue com menor intensidade: 1,0 kN/m² para pontes ferroviárias ou rodoviárias. 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES ● Ações Variáveis h) Ação do Vento P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 No caso de ponte descarregada (menor superfície exposta), admite-se que a pressão do vento seja de 1,5 kN/m², qualquer que seja o tipo de ponte. 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES ● Ações Variáveis h) Ação do Vento P O N T E S Professor: Nilton Batista Ao se verificar o caso de ponte carregada, admite-se que ao se oferecer essa maior superfície de incidência, o vento atue com menor intensidade: 1,0 kN/m² para pontes ferroviárias ou rodoviárias, e 0,7 kN/m² em pontes para pedestres . Componentes Longitudinal do Vento 1. VENTO NA SUPERESTRUTURA - 25% 2. VENTO NA CARGA MÓVEL - 40% 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES ● Ações Variáveis h) Ação do Vento P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 O cálculo dos esforços causados pelo vento também é dispensado quando se tratar de abóbadas com largura nas nascenças superior a 1/10 do vão, ou de ponte com arcos paralelos e tabuleiro superior, desde que tenha contraventamento contínuo e que a distância entre os eixos dos arcos externos seja superior a 1/9 do vão. Nestes casos, abóbada e arcos atuam, quanto ao vento, como viga-balcão cuja seção transversal tem, nas nascenças, altura igual à largura b da abóbada ou à distância a entre os arcos externos; daí a possibilidade de se dispensar a verificação da ação do vento, quando b ou a são suficientemente grandes. 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES ● Ações Variáveis h) Ação do Vento P O N T E S Professor: Nilton Batista FVtrans.=1,5 KN/m² x 3,05m x 75 m = FVlong =25% x FVtrans. 343,13 kN 85,78 kNFVlong .= 25% x 343,13 kN = HIPÓTESE DE CÁLCULO 1. Ponte DESCARREGADA : q=1,5 kN/m² FVtrans.= q x ( h(viga) + h(barreira) ) x L FVtrans.=1,5 kN/m² x ( 2,25m+ 0,8m ) x 75 m 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES ● Ações Variáveis h) Ação do Vento P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 FVtrans.=1,0 kN/m² . 4,35m . 75 m = 326,25 kN 104,06 kN HIPÓTESE DE CÁLCULO 2. Ponte CARREGADA : q=1,0kN/m² FVtrans.= q . ( h(viga) + h(revest.)+ h(veic.) ) . L FVtrans.=1,0 kN/m² . ( 2,25m +0,1m +2,0 m ) . 75 m FVlong.= q . (25%( h(viga) + h(revest.))+ 40%xh(veic.) ) . L FVlong.=1kN/m².(25% . (2,25m+ 0,1m)+40% . 2,0m). 75m= FVlong.=1kN/m² . (25% . 2,35m + 40% . 2,0m) . 75m = FVlong.=1kN/m² . (0,588m + 0.80m) . 75m = 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES ● Ações Variáveis h) Ação do Vento P O N T E S Professor: Nilton Batista ● Ações Variáveis h)Ação do Vento 1.4 –SOLICITAÇÕES EM PONTES P O N T E S Professor: Nilton Batista 18/03/2022 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5.1 - P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 1.5.2 - 18/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 1.5.3 - P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 18/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 1.5.5 - P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 1.5.6 - 18/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 1.5.7 - P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 18/03/2022 Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO P O N T E S P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 18/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista 1.5 –DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO 1.5.11 - 24/03/2022 ● Linhas de Influência ● Envoltórias de solicitações Engenharia Civil Unidade 02 – Superestrutura P O N T E S Professor: Nilton Batista Aula 06 Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES Os critérios e valores de combinações últimas e de serviço das ações devem obedecer às prescrições da NBR 8681, resumidos a seguir. 2.1.1 Combinações últimas das ações As combinações últimas normais são determinadas e utilizadas para o dimensionamento e a verificação dos elementos no estado limite último, sendo resumidas na expressão a seguir: 2.0 - SUPERESTRUTURA 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA 2.1.1 Combinações últimas das ações P O N T E S Professor: Nilton Batista Os coeficientes de ponderação são obtidos das tabelas a seguir, adaptadas a partir da NBR 8681:2003. São consideradas grandes pontes aquelas em que o peso próprio da estrutura supera 75% do total das ações permanentes. Ações truncadas são ações variáveis cuja distribuição de valores máximos é truncada por um dispositivo físico, limitando assim seu valor. 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA 2.1.1 Combinações últimas das ações 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista Os coeficientes de ponderação são obtidos das tabelas a seguir, adaptadas a partir da NBR 8681:2003. 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA 2.1.1 Combinações últimas das ações P O N T E S Professor: Nilton Batista 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA 2.1.1 Combinações últimas das ações 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista 2.1.2 Combinações quase permanente de serviço Essas combinações são utilizadas para os efeitos de longa duração, em serviço, como a verificação de deformações e flechas nos elementos. Sua formulação geral é: 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA P O N T E S Professor: Nilton Batista 2.1.3 Combinações frequentes de serviço Essas combinações são utilizadas na verificação da abertura de fissuras e na verificação à fadiga, determinada pela formulação a seguir: 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista Avaliação da abertura de fissuras: as duas primeiras condições de combinações frequentes, consideradas na avaliação da abertura de fissuras, geram as seguintes expressões: 2.1.3 Combinações frequentes de serviço 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA P O N T E S Professor: Nilton Batista Verificação da fadiga: as duas condições de combinações frequentes consideradas na verificação da fadiga devem empregar os coeficientes de redução Ψ1,fad, de acordo com a tabela a seguir, apresentada pela NBR 8681:2003. 2.1.3 Combinações frequentes de serviço 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista Portanto, para os casos gerais, os valores dos coeficientes de redução Ψ1,fad para as longarinas são de 0,5 para as transversinas 0,0, e para as lajes 0,8. Assim, as outras condições de combinações frequentes, consideradas na verificação da fadiga, geram as seguintes expressões: 2.1.3 Combinações frequentes de serviço 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA P O N T E S Professor: Nilton Batista 2.1.4 Combinações raras de serviço As combinações raras de serviço são aquelas que podem atuar no máximo algumas horas durante o período de vida útil da estrutura, e são utilizadas para avaliação da formação de fissuras. Sua formulação é: 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista Assim as condições de combinação rara a serem consideradas na verificação da formação de fissuras são obtidas pelas seguintes expressões: 2.1.4 Combinações raras de serviço 2.1- COMBINAÇÕES DE AÇÕES 2.0 - SUPERESTRUTURA P O N T E S Professor: Nilton Batista 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA • Para a determinação dos esforços solicitantes deve-se separar as ações provenientes de peso próprio e ações permanentes das ações variáveis, tais como o veículo-tipo. • Os esforços provenientes das ações permanentes são determinados por meio da discretização da estrutura em elementos de superfície (lajes) e elementos lineares (vigas e pilares). • As lajes e as transversinas descarregam suas ações diretamente sobre as longarinas da ponte. 2.2.1- Superestrutura - Longarinas 2.0 - SUPERESTRUTURA 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista • O Estudo do comportamento estrutural de uma ponte pode ser dividido em duas etapas: 1. Análise da distribuição de esforços na direção transversal da ponte, que depende do tipo de seção transversal. 2. Análise do efeito das ações equivalentes, determinada a partir da distribuição dos esforços na direção transversal, no sistema estrutural principal. 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 2.2.1- Superestrutura - Longarinas 2.0 - SUPERESTRUTURA P O N T E S Professor: Nilton Batista 2.2.2- Distribuição de cargas e envoltórios de solicitações nas longarinas • Para o cálculo de cada viga principal (longarina), é necessário colocar o veículo- tipo na posição mais desfavorável, ou seja, na posição em que a carga móvel produza pior solicitação. • A distribuição das cargas móveis entre as vigas do tabuleiro depende da rigidez das ligações transversais realizadas pelas transversinas e pelas lajes. 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 2.0 - SUPERESTRUTURA 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista • O conjunto formado por vigas principais e transversinas se denomina grelha. • A análise estática dessa grelha permite que sejam determinadas as solicitações atuantes em cada viga principal. 2.2.2- Distribuição de cargas e envoltórios de solicitações nas longarinas 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 2.0 - SUPERESTRUTURA P O N T E S Professor: Nilton Batista Simplificando a sequência da análise: • calcula-se a distribuição transversal de cargas, determinada para uma seção próxima ao meio do vão; • o trem-tipo é considerado constante ao longo da viga e pode ocupar qualquer posição da direção longitudinal. • admite-se que essa distribuição transversal não se altera para as demais seções da viga ao longo do vão; • Com a determinaçãodesse carregamento para cada viga é possível estudar as suas solicitações, caminhando com o trem-tipo resultante ao longo de sua extensão. • Dessa forma é possível determinar os diagramas de esforços máximos e mínimos, em função de diferentes posições do trem-tipo que produzam os maiores valores de solicitações nas vigas. 2.2.2- Distribuição de cargas e envoltórios de solicitações nas longarinas 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 2.0 - SUPERESTRUTURA 24/03/2022 P O N T E S Professor: Nilton Batista • A linha de influência fornece os valores dos esforços estudados atuantes em uma determinada seção “S” para todas as posições de uma carga unitária; • Esse efeito é calculado carregando-se a “LI” com a carga aplicada “P” , ou seja, multiplicando-se a ordenada apresentada na “LI” pela carga aplicada. • Por meio de uma linha de influência, pode-se avaliar os efeitos de cargas móveis de várias espécies, devido à aplicação de uma carga “P” no local considerado; • Para as cargas distribuídas, considera-se a área de carregamento multiplicada pelo valor da carga. 2.2.3- Linhas de Influência 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 2.0 - SUPERESTRUTURA P O N T E S O valor do efeito produzido por uma das cargas concentradas Pi a partir da definição da linha neutra é dado por: Pi ni Professor: Nilton Batista Pi = valor da carga. ni = ordenada da “LI” da respectiva carga. Pelo princípio da superposição dos efeitos, quando atuarem todas as cargas, teremos: ΣPi ni Para a carga distribuída, o efeito será: “q . A”, com A = A1 + A2 (considerando a subtração de áreas negativas) 2.2.3- Linhas de Influência 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 2.0 - SUPERESTRUTURA 24/03/2022 2.2.3- Linhas de Influência Professor: Nilton Batista 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA Exemplo: Trace as envoltórias de esforço cortante e momento fletor , considerando a carga permanente apresentada ( peso próprio ) e o tem tripo a seguir: P O N T E S Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.2.3- Linhas de Influência 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 1ª Etapa - Definir os Pontos de atuação das Cargas 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.2.3- Linhas de Influência 2.2 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA Movimentação do trem-tipo nos pontos de atuação das Cargas Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência 2.1 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA Movimentação do trem-tipo nos pontos de atuação das Cargas 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência 2.1 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA Movimentação do trem-tipo nos pontos de atuação das Cargas Professor: Nilton Batista P O N T E S 225 kN 2.1.3 – Linha de Influência 2.1 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 2ª Etapa - Cálculo das Reações em função da carga permanente 25 kN.m x 9,0 m =225 kN 24/03/2022 Professor: Nilton Batista ∑MB=0 -225x2,5 + RFx6=0 RF = (225 x 2,5)/6 RF = 93,75 kN ∑FV=0 RB + RF = 225 RB = 225 -93,75 RB = 131,25 kN P O N T E S 225 kN 2.1.3 – Linha de Influência 2.1 –DIMENSIONAMENTO DA SUPERESTRUTURA 2ª Etapa - Cálculo das Reações em função da carga permanente Professor: Nilton Batista T E O R IA D A S E S T R U T U R A S I 25 kN.m 131,25 kN Q(B)esq = -25 * 2 = -50 kN Q(B)direita =( -25 * 2 ) + 131,25 = 81,25 kN 2.1.3 – Linha de Influência 3ª Etapa - Cálculo do “Esforço Cortante” em função da carga permanente 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 25 kN.m 131,25 kN Q(C) = -25 * 3,5 + 131,25 = 43,75 kN Q(D) = -25 * 5 + 131,25 = 6,25 kN 2.1.3 – Linha de Influência 131,25 kN 3ª Etapa - Cálculo do “Esforço Cortante” em função da carga permanente P O N T E S 131,25 kN Q(E) = -25 x 6,5 + 131,25 = -31,25 kN 131,25 kN 93,75 kN Q(F)esq = -25 x 8 + 131,25 = -68,75 kN Q(F)dir = -25 x 8 + 131,25 +93,75 = 25,0 kN 2.1.3 – Linha de Influência 3ª Etapa - Cálculo do “Esforço Cortante” em função da carga permanente 24/03/2022 Professor: Nilton Batista T E O R IA D A S E S T R U T U R A S I 2.1.3 – Linha de Influência 3ª Etapa - Cálculo do “Esforço Cortante” em função da carga permanente Professor: Nilton Batista T E O R IA D A S E S T R U T U R A S I 2.1.3 – Linha de Influência 3ª Etapa - Cálculo do “Esforço Cortante” em função da carga permanente 24/03/2022 Professor: Nilton Batista M(A) = (93,75 x8) -((25x9)x4,5) +(131,25x2) M(A) = 0 131,25 kN 93,75 kN M(B) = (93,75 x6) -((25x7)x3,5) M(B) = - 50 kN.m M(C) = (93,75 x4,5) -((25x5,5)x2,75) M(C) = 43,75 kN.m M(D) = (93,75 x3,0) -((25x4,0)x2,0) M(D) = 81,25 kN.m M(E) = (93,75 x1,5) -((25x2,5)x1,25) M(E) = 62,50 kN.m M(F) = (93,75 x0) -((25x1)x0,5) M(F) = -12,5 kN.m M(G) = 0 2.1.3 – Linha de Influência 4ª Etapa - Cálculo do “Momento Fletor” em função da carga permanente P O N T E S Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência 4ª Etapa - Cálculo do “Momento Fletor” em função da carga permanente 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência 4ª Etapa - Cálculo do “Momento Fletor” em função da carga permanente Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência ESFORÇO CORTANTE MOMENTO FLETOR CARGAS PERMANENTES 24/03/2022 LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA 1 kN P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência Professor: Nilton Batista 1 kN 1 kN 1 kN 1 kN 1 kN 1 kN Professor: Nilton Batista 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (A) ∑MB=0 1x2 + RFx6=0 RF = -2/6 RF = - 0,33 kN ∑FV=0 RB + RF = 1 RB – 0,33 = 1 RB = 1 + 0,33 = 1,33 kN 1 kN M(A) = 0 M(B) + (1,00x2) = 0 M(B) = -2 kN.m M(C) + (1,00x3,5) -(1,33x1,5) =0 M(C) = -3,5 + 2,00 M(C) = -1,50 kN.m M(D) + (1,00x5,0) -(1,33x3,0) =0 M(D) = -5,0 + 4,00 M(D) = -1,00 kN.m M(E) + (1,00x6,5) -(1,33x4,5)=0 M(E) = -6,5 + 6,00 M(E) = -0,5 kN.m M(F) + (1,00x8,0) -(1,33x6,0)=0 M(F) = -8,0 + 8,00 M(F) = 0 M(G) = 0 P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência V(A) = -1,00 V(B) = - 1,00 + 1,33 = 0, 33 V(F) = -1,00 +1,33 - 0,33 = 0 + _ 24/03/2022 Professor: Nilton Batista 1 kN L.I – ESFORÇO CORTANTE L.I – MOMENTO FLETOR P O N T E S 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (A) 2.1.3 – Linha de Influência Professor: Nilton Batista P O N T E S 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (B) 2.1.3 – Linha de Influência ∑MB=0 RFx 6=0 RF = 0/6 RF = 0 ∑FV=0 RB + RF = 1 RB + 0 = 1 RB = 1,00 kN 1 kN M(A) + (0x8,0) +(1,0x2,0) -(1,0x2,0) =0 M(A) = 0 M(B) + (0x6,0)=0 M(B) = 0 V(A) = 0,0 V(B) = -1,00 +1,00 = 0,00 V(F) = -1,00 +1,00+0,0 = 0,00M(C) + (0x4,5)=0 M(C) = 0 M(D) + (0x3,0)=0 M(D) = 0 M(E) + (0x1,5)=0 M(E) = 0 M(F) + (0x0,0)=0 M(F) = 0 M(G) = 0 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (B) 2.1.3 – Linha de Influência 1 kN L.I – MOMENTO FLETOR L.I – ESFORÇO CORTANTE Professor: Nilton Batista 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (C) 2.1.3 – Linha de Influência 1 kN ∑MB=0 RFx 6 – 1 x1,5=0 RF = 1,5 / 6 RF = 0,25 kN ∑FV=0 RB + RF = 1 RB + 0,25 = 1 RB = 0,75 kN M(A) = 0 M(B)+(0,75x0,0)=0 M(B) = 0 M(C)-(0,75x1,5)=0 M(C) = 1,125 kN.m M(D)-(0,75x3,0)+(1,0x1,50)=0 M(D) = 0,75 kN.m M(E)-(0,75x4,5)+(1,0x3,00)=0 M(E) = 0,375 kN.m M(F)-(0,75x6,0)+(1,0x4,50)=0 M(F) = 0,00 kN.m M(G)-(0,75x7,0)+(1,0x5,50)-(0,25x1,00)=0 M(G)=5,25-5,50-0,25 M(G) = 0,00 kN.m P O N T E S 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (C) 2.1.3 – Linha de Influência Professor: Nilton Batista 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (D) 2.1.3 – Linha de Influência 1 kN ∑MB=0 RFx 6 – 1 x3,0=0 RF = 3,0 / 6 RF = 0,50 kN ∑FV=0 RB + RF = 1 RB + 0,50 = 1 RB = 0,50 kN M(A) = 0 M(B)+(0,50x0,0)=0 M(B) = 0 M(C)-(0,50x1,5)=0 M(C) =0,75 kN.m M(D)-(0,50x3,0)+(1,0x0,00)=0 M(D) = 1,50 kN.m M(E)-(0,50x4,5)+(1,0x1,50)=0 M(E) = 0,75 kN.m M(F)-(0,50x6,0)+(1,0x3,00)=0 M(F) = 0,00 kN.m M(G)-(0,50x7,0)+(1,0x4,00)-(0,50x1,00)=0 M(G)=3,5-4,0+0,50 M(G) = 0,00 kN.m V(A) =0,0 V(B) = 0,50 kN V(D) = 0,50 – 1,00 = - 0,50 kN V(F)= 0,50-1,00+0,50 = 0,0 P O N T E S 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (D) 2.1.3 – Linha de Influência Professor: Nilton Batista 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (E) 2.1.3 – Linha de Influência 1 kN ∑MB=0 RFx 6 – 1 x4,5=0 RF = 4,5 / 6 RF = 0,75 kN ∑FV=0 RB + RF = 1 RB + 0,75 = 1 RB = 0,25 kN M(A) = 0 M(B)+(0,25x0,0)=0 M(B) = 0 M(C)-(0,25x1,5)=0 M(C) = 0,375 kN.m M(D)-(0,25x3,0)=0 M(D) = 0,75 kN.m P O N T E S M(E)-(0,25x4,5)+(1,0x0,00)=0 M(E) = 1,125 kN.m M(F)-(0,25x6,0)+(1,0x1,50)=0 M(F) = 0,00 kN.m M(G)-(0,25x7,0)+(1,0x2,5)-(0,75x1,00)=0 M(G)=1,75-2,5+0,75 M(G) = 0,00 kN.m V(A) =0,0 V(B) = 0,25 kN V(E) = 0,25 – 1,00 = - 0,75 kN V(F)= 0,25-1,00+0,75 = 0,0 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (E) 2.1.3 – Linha de Influência Professor: Nilton Batista P O N T E S 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (F) 2.1.3 – Linha de Influência L.I – ESFORÇO CORTANTE L.I – MOMENTO FLETOR 24/03/2022 Professor: Nilton Batista 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (G) 2.1.3 – Linha de Influência 1 kN ∑MB=0 RFx 6 – 1 x7,0=0 RF = 7,0 / 6 RF = 1,17 kN ∑FV=0 RB + RF = 1 RB + 1,17 = 1 RB = - 0,17 kN M(A) = 0 M(B)+(-0,17x0,0)=0 M(B) = 0 M(C)-(-0,17x1,5)=0 M(C) = -0,25 kN.m M(D)-(-0,17x3,0)=0 M(D) = -0,50 kN.m M(E)-(-0,17x4,5)=0 M(E) = -0,75 kN.m M(F)-(-0,17x6,0)+(1,17x0,0)=0 M(F) = -1,00 kN.m M(G)-(-0,17x7,0)+(1,17x1,0)-(1,0x0,0)=0 M(G)=1,17-1,17 M(G) = 0,00 kN.m P O N T E S V(A) =0,0 V(B) = -0,17 kN V(F) =-0,17 +1,17= 1,00kN V(G)= -0,17 +1,17-1,0= 0,0 Professor: Nilton Batista P O N T E S 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA EM (G) 2.1.3 – Linha de Influência 24/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S REAÇÕES E CORTANTE EM RELAÇÃO A CARGA UNITÁRIA 2.1.3 – Linha de Influência 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA Professor: Nilton Batista P O N T E S REAÇÕES E MOMENTO FLETOR EM RELAÇÃO A CARGA UNITÁRIA 2.1.3 – Linha de Influência 5ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO A CARGA UNITÁRIA 31/03/2022 ● Linhas de Influência ● Envoltórias de solicitações Engenharia Civil Unidade 02 – Superestrutura Professor: Nilton Batista Aula 07 Continuação Professor: Nilton Batista P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO 31/03/2022 Professor: Nilton Batista _ + -1,00 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 20 kN 10 kN 3,00 m 10 kN/m P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO Cortante Mínimo = Q mín. Cortante Máximo = Q max. Professor: Nilton Batista _ + -1,00 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 20 kN 10 kN 3,00 m 10 kN/m CORTANTE em A Qmin.= 20 . (-1) = -20 kN Qmax. = 0 P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO (A) 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO Cortante Mínimo = Q mín. Cortante Máximo = Q max. 31/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO Professor: Nilton Batista _ + -1,00 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 20 kN 10 kN 3,00 m 10 kN/m CORTANTE em B esq. Qmin.= 20 . (-1) + 10 . ( 2 . (-1)) = -40 kN Qmax. = 0 P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO (B esq.) 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO 31/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO Professor: Nilton Batista _ + 0,333 0,00 0,50 0,25 0,00 -0,1667↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 20 kN10 kN 3,00 m 10 kN/m CORTANTE em B dir. Qmin.= 20 . (-0,1667) + (10 . (1,0 . (-0,1667) )/2) Qmin.= - 3,334 - 0,833 Qmin.= - 4,17 kN 0,75 P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO (B dir.) 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO 31/03/2022 Professor: Nilton Batista _ + 0,333 0,00 0,50 0,25 0,00 -0,1667 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 20 kN 10 kN 3,00 m 10 kN/m 0,75 CORTANTE em B dir Qmax.= (20 . 0,75 ) + (10 . 0,5) + (10 . A1) + (10 . A2) + (10 . A3 ) Qmax.= (20 . 0,75 ) + (10 . 0,5) + (10 . (2,00 . 0,333 )/2) + (10 .(1,5 . 0,75 )) + (10 . (4,50 . 0,75)/2) Qmax.= 15,0 +5,0 + 3,33+ +11,25 +16,88 Qmax.= 51,46 kN A1 A2 A3 P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO (B dir.) 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO Professor: Nilton Batista P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO 31/03/2022 Professor: Nilton Batista _ + 0,333 0,00 - 0,25 0,50 0,25 0,00 -0,1667 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 20 kN 10 kN3,00 m 10 kN/m CORTANTE em C Qmin.= 20 . (-0,25) + (10 . (1,5 . (-0,25) )/2) + (10 . (1,0 . (-0,1667) )/2) Qmin.= - 5,00 – 1,875 – 0,834 Qmin.= - 7,71 kN 0,75 P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO (C) 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO Professor: Nilton Batista CORTANTE em C Qmax.= 20 . 0,75 + 10 . 0,25 + (10 . A1) + (10 . A2 ) Qmax.= 20 . 0,75 + 10 . 0,25 + (10 . (2,00 . 0,333 )/2) + (10 . (4,50 . 0,75 )/2) Qmax.= 15 + 2,50 + 3,33 + 16,875 Qmax.= 37,70 kN ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 10 kN20 kN 3,00 m 10 kN/m0,75 A1 A2 P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO (C) 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO 31/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO Professor: Nilton Batista _ +0,333 0,00 0,50 0,25 0,00 - 0,1667 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 20 kN 10 kN3,00 m 10 kN/m CORTANTE em D Qmin.= 20 . (-0,50) + (10 . A1) + (10 . A2 ) Qmin.= 20 . (-0,50) + (10 . (3,0 . (-0,50) )/2) + (10 . (1,0 . (-0,1667) )/2) Qmin.= - 10,00 – 7,50 – 0,833 Qmin.= -18,33 kN -0,50 P O N T E S DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO (D) 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO 31/03/2022 Professor: Nilton Batista CORTANTE em D Qmax.= 20 . 0,50 + (10 . A1) + (10 . (A2) Qmax.= 20 . 0,50 + (10 . (2,00 . 0,333 )/2) + (10 . (3,00 . 0,50 )/2) Qmax.= 10,00 + 3,33 + 7,50 Qmax.= 20,83 kN 10 kN20 kN 3,00 m ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ 10 kN/m P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO DETERMINAÇÃO DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO (D) Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.1.3 – Linha de Influência 6ª Etapa - LINHA DE INFLUÊNCIA DEVIDO O TREM TIPO DETERMINE OS VALORES DOS CORTANTES EM FUNÇÃO DO TREM TIPO PARA AS POSIÇÕES : E, F esq., F dir. e G 31/03/2022 Professor: Nilton Batista P O N T E S 2.1.4 – Envoltória dos Esforços 7ª
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