Aula 02 - Cargas Permanentes

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CARGAS
PERMANENTES
PROF. MA. ENG. ARQ. CAROL CHAVES MESQUITA E FERREIRA
TERESINA
Requisitos de Projeto
As pontes devem ser concebidas, calculadas e detalhadas de modo
a satisfazer os requisitos de qualidade definidos na NBR 6118:2014,
principalmente garantindo que, para todas as combinações de
ações suscetíveis de intervir durante sua construção e utilização,
sejam respeitados os estados limites últimos e os estados limites de
serviço, bem como as condições de durabilidade requeridas.
NBR 7183 (2003)
Os estados limites últimos (ELU) representam o colapso ou qualquer
outra forma de ruína que determine a paralisação do uso da
estrutura;
Os estados limites de serviço (ELS) estão relacionados com a
durabilidade e a boa utilização funcional das estruturas, sua
aparência e o conforto dos usuários.
Ações são as causas que provocam o aparecimento de esforços ou
deformações nas estruturas.
Classificam-se, em:
• Permanentes – G;
• Variáveis – Q;
• Excepcionais – E
Ações a considerar
Ações Permanentes
São aquelas cuja variação no tempo é desprezível em relação ao
tempo médio de vida da estrutura, ou seja; são ações cujas intensidades
podem ser consideradas como constantes ao longo da vida útil da
construção.
Compreendem entre outras:
• Cargas provenientes do peso próprio dos elementos estruturais;
• Cargas provenientes do peso da pavimentação, dos trilhos, dos
dormentes, dos lastros, dos revestimentos, das barreiras, dos guarda-
corpos;
• Os empuxos de terra e de líquidos;
• As forças de protensão;
• As deformações impostas, isto é, as provocadas por fluência e
retração do concreto, variações de temperatura e deslocamentos de
apoios.
Peso Próprio dos Elementos
Pontes Metálicas ou de Madeira:
O maior número de peças torna conveniente a avaliação prévia da
carga proveniente do peso próprio dos elementos estruturais por
meio de fórmulas empíricas que variam de acordo com as
características da obra;
Peso Próprio dos Elementos
Pontes em Concreto:
• Esboça-se um ante projeto da ponte fixando as dimensões com
base na observação de estruturas anteriormente projetadas;
• Peso próprio dos Elementos Estruturais;
• A seguir, calcula-se a carga permanente a partir do volume de
cada peça;
• A carga permanente assim obtida não deve apresentar
discrepância maior que 5% em relação ao peso próprio resultante
do dimensionamento definitivo;
• Peso específico deve ser tomado no mínimo igual a 24 kN/m³ para
o concreto simples e 25 kN/m³ para o concreto armado ou
protendido.
NBR 7183 (2003)
Pavimentação, Lastro e Trilhos
Pavimentação:
• Deve ser adotado para o peso específico do material empregado
o valor mínimo de 24 kN/m³; para fins de cálculo da carga relativa
à pavimentação, normalmente considera-se uma camada de
asfalto com espessura média igual a 7cm ou uma carga adicional
de 2KN/m².
NBR 7183 (2003)
Pavimentação, Lastro e Trilhos
Lastro Ferroviário:
• Deve ser adotado para o peso específico do material empregado
o valor de 18 kN/m³. Deve ser suposto que o lastro atinja o nível
superior dos dormentes e preencha completamente o espaço
limitado pelos guarda-lastros, até o seu bordo superior, mesmo se
na seção transversal do projeto assim não for indicado.
Pavimentação, Lastro e Trilhos
Trilhos:
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.
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°;
• A atuação do empuxo passivo só pode ser levada em conta
quando sua ocorrência puder ser garantida ao longo de toda a
vida útil da obra.
Empuxo de Água
• O empuxo d´água e a subpressão devem ser considerados nas
situações mais desfavoráveis para a verificação dos estados limites,
sendo dada especial atenção ao estudo dos níveis máximo e mínimo
dos cursos d’água e do lençol freático;
• Nos muros de arrimo deve ser prevista, em toda a altura da estrutura,
uma camada filtrante contínua, na face em contato com o solo
contido, associada a um sistema de drenos, de modo a evitar a
situação de pressões hidrostáticas. Caso contrário, deve ser
considerado nos cálculos o empuxo d´água resultante;
Forças de Protensão
• Evidentemente, é um esforço que só deve ser considerado nas
pontes de concreto protendido;
• 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.
Deformações Impostas
Fluência ou Retração:
• Deve ser considerada, conforme NBR 6118:2014;
• Se as deformações produzidas pelas variações térmicas forem
impedidas, aparecerão esforços adicionais nas estruturas das
pontes;
• É o caso das pontes com estrutura principal hiperestática, nas
quais as diversas partes constituintes devem ser projetadas para
resistirem aos acréscimos de tensões;
• Nas pontes com estrutura principal isostática essas deformações
de origem térmicas devem ser levadas em conta no projeto dos
aparelhos de apoio;
• Segundo a NBR 7187, deve ser considerada uma variação
uniforme de temperatura de ± 15 ºC.
Deformações Impostas
Deslocamentos de Apoios:
• As fundações das pontes são em geral dimensionadas para
apresentarem recalques diferenciais pequenos, que produzem
nas estruturas efeitos de pequena importância;
• Porém, se a natureza do terreno e o tipo de fundação permitirem
a ocorrência de deslocamentos que induzam a efeitos
apreciáveis na estrutura, as deformações impostas decorrentes
deverão ser levadas em consideração no projeto.
Diagrama de Esforços
Para estruturas carregadas apenas por cargas permanentes a
análise dos esforços para o dimensionamento das mesmas, utiliza‐se
os Diagramas de Estado (momento fletor e torçor, força cortante e
força normal).
Os deslocamentos limites podem ser verificados de maneira mais
simples, pois os deslocamentos ocorridos por ação das cargas
permanentes não variam com o tempo, portanto são únicos para
toda a vida útil da estrutura.
Diagrama de Esforços
A partir dos Diagramas de Estado obtêm‐se os esforços mais
desfavoráveis atuantes na estrutura;