REL 10 M

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SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
PROJETO PADRÃO – Nº 10.04.010/0 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO 
Capacidade nominal: 10 m³ 
VOLUME III: Projeto Executivo 
Março/2019 
 
 
 
COMPANHIA DE SANEAMENTO DE MINAS GERAIS 
 
PADRÃO 10.04.010/0 
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO 
V = 10 m³ 
 
CONTRATO: 4600043571 
 
RESUMO: 
Projeto Executivo do Reservatório Elevado Metálico, capacidade nominal de 10 m³. 
 
 
 
2 Mar/2019 B Revisão Geral José Ricardo Gizelda Gizelda COPASA 
1 Jul/2013 B Revisão Geral José Alfredo Gizelda Gizelda COPASA 
0 Ago/2010 C Emissão Inicial José Alfredo Gizelda Gizelda COPASA 
VER DATA TIPO DESCRIÇÃO POR VERIFICADO AUTORIZADO APROVADO 
EMISSÕES 
TIPOS 
A - PARA APROVAÇÃO C - ORIGINAL 
B - REVISÃO D - CÓPIA 
PROJETISTA: 
 
OLIVEIRA E MARQUES ENGENHARIA 
 
AV. PRUDENTE DE MORAIS 621, SL. 501/502 – TEL/FAX (31) 3309-8367 
SANTO ANTÔNIO – CEP 30.380-000 – BELO HORIZONTE–MG 
e-mail: contato@oemengenharia.com.br 
 
 
 
EQUIPE TÉCNICA: 
Engª Gizelda de Melo Machado 
Engº José Alfredo Carneiro dos Santos 
 
VOLUME: 
VOLUME III – PROJETO EXECUTIVO 
 
 
 
REFEhoRÊNCIA: 
Março/2019 
Arquivo: 10040100-AA-ME-REL-M0010-MC-001-2.doc 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 10 M³ 
10040100-AA-ME-REL-M0010-MC-001-2.doc – 3 – 
SUMÁRIO 
O Projeto Padrão do Reservatório Elevado Metálico, capacidade nominal de 10 m³ é 
composto dos seguintes volumes: 
VOLUME I – Projeto Básico 
Memorial Descritivo e de Cálculos 
Desenhos 01/04 a 04/04 
VOLUME II – Projeto Elétrico 
Sistema Monofásico 
Memorial Descritivo 
Desenho 01/01 a 01/01 
VOLUME III – Projeto Executivo 
Memória de Cálculo 
Desenhos 01/04 a 04/04 
VOLUME IV – Especificações Técnicas 
Especificações de Obra 
VOLUME V – Orçamento 
Orçamento de Obras 
Lista de Composições 
Mapa de Coleta de Preços de Insumos 
Memória de Cálculo de Quantitativos 
 
 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 10 M³ 
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ÍNDICE 
1. APRESENTAÇÃO ........................................................................................................... 5 
2. MEMÓRIA DE CÁLCULO ............................................................................................... 6 
2.1 Dimensionamento da estrutura e cargas na fundação do reservatório ...................................... 6 
2.1.1 Definição do diâmetro da taça (T.189/_) ............................................................................... 6 
2.1.2 Dimensionamento da tampa ................................................................................................ 6 
2.1.3 Dimensionamento do Costado da taça, Cone e Fundo ......................................................... 7 
2.1.4 Dimensionamento dos esforços atuantes na Coluna e chapas de base ...............................12 
2.1.5 Dimensionamento da coluna base ......................................................................................17 
2.1.6 Dimensionamento da base metálica ....................................................................................19 
3. DESENHOS .................................................................................................................. 22 
 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 10 M³ 
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1. APRESENTAÇÃO 
O presente documento compreende o Projeto Executivo do Reservatório Elevado Metálico, 
capacidade nominal de 10 m³, Padrão COPASA 10.04.010/0, elaborado pela Oliveira e 
Marques Engenharia Ltda. para a COPASA, dentro do contrato de prestação de serviços 
número 4600043571. 
Todo o trabalho teve, em linhas gerais, as diretrizes preconizadas nas normas técnicas 
brasileiras e nas normas da COPASA. 
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2. MEMÓRIA DE CÁLCULO 
2.1 Dimensionamento da estrutura e cargas na fundação do reservatório 
Reservatório Elevado Metálico (tipo taça sem água na coluna) - capacidade nominal de 10 m³: 
- Dimensões da taça: ØEXT. 1.910 x 3.600 mm – Altura do Cone: 800 mm 
- Dimensões da coluna: ØEXT. 790 x 10.000 mm – Altura Total: 14.400 mm 
- Peso próprio + acessórios: 3536 kgf 
- Peso do líquido estocado: 12600kgf (Considerando volume total = 12.6m3 ) 
- Peso total: 16136 kgf 
2.1.1 Definição do diâmetro da taça (T.189/_) 
mVD 00,210357,1357,1 33 

 ..................................................... (item 5.1 da Norma) 
V = Volume de projeto = 10m3 
Adotado o diâmetro de 1,91 metros, cujo desenvolvimento é 6 metros, evitando perda de 
materiais. 
2.1.2 Dimensionamento da tampa 
Para a tampa será adotado a espessura de 4.76 mm já incluído a sobre espessura para 
corrosão de 2 mm, ( item 5.6.1 da norma T-189/0) 
 
Peso próprio ..........................= 50 kgf/m2 
Sobrecarga de utilização ......= 100 kgf/m2 
 
 
Figura 1 – Cargas na tampa 
 
 
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Consideração de cálculo, tampa engastada em todo o perímetro no costado 
 
 
 Figura 2 – Tensões atuantes na tampa 
 
Conforme gráfico, a tensão máxima na tampa é de σ ≈72kgf /cm2, para a sobrecarga de 100 
kgf/m2 mais peso próprio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.1.3 Dimensionamento do Costado da taça, Cone e Fundo 
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Figura 3 – Pressões atuantes no costado da taça e cone 
 
2.1.3.1 Cálculo das espessuras das chapas do costado da taça (conforme item 5.6 - T.189/_) 
Considerações : 
Sobre-espessura de corrosão ........................................................................................... 2 mm 
Chapas do costado: espessura do 1º ao 3º anel .......................................................... 4,75 mm 
Espessura do 4o anel-cone (800 mm) .......................................................................... 4,75 mm 
Carga hidrostática (h) ........................................................................................................ 4,4 m 
Diâmetro da Taça (D) ...................................................................................................... 1,91 m 
Com E = 0,040 D (H – 0,3) + 2, obtém-se a tabela apresentada a seguir. 
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Anel H (m) E (mm) Espessura adotada 
(mm) 
1º 1,20 2,07 4,75 
2º 2,40 2,16 4,75 
3º 3,60 2,25 4,75 
4º (cone) 4,40 2,31 4,75 
 
2.1.3.2 Determinação da tensão máxima na chapa do costado 
Tensão circunferencial – junta longitudinal ( conforme ASME SEÇÃO XIII ) 
 
 e = (q x R / S x E – 0.6 x q) + C → Sproj. = 203 kgf/cm2 < 1200 kgf/cm2 OK 
 
 
 q = pressão atuante = 0.41 kgf/cm2 
 R = Raio interno do reservatório = 955 mm 
 E = Eficiência de solda = 0.7 
 S = Tensão Admissível do aço , na temperatura de trabalho = 1200 kgf/cm2 
 C = Sobre espessura para corrosão = 2 mm 
Tensão Longitudinal – junta circunferencial 
 
 e = (q x R / 2 xS x E – 0.4 x q) + C → Sproj. =102 kgf/cm2 < 1200 kgf/cm2 OK 
 
 q = pressão atuante = 0.41 kgf/cm2 
 R = Raio interno do reservatório = 955 mm 
 E = Eficiência de solda = 0.7 
 S = Tensão Admissível do aço , na temperatura de trabalho = 1200 kgf/cm2 
 C = Sobre espessura para corrosão = 2 mm 
 
 
Figura 4 – Tensões atuantes no Costado 
 
 
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Verificação através de elementos finitos, espessura de 4.76mm, a tensão máxima no costado é 
de σ= 120 kgf /cm2, para a pressão interna, peso da água, peso próprio, força de vento, peso 
da tampa e sobrecarga na tampa. 
2.1.3.3 Determinação das tensões nas chapas do Cone 
 
Figura 5 – Tensões atuantes noCone 
 
 
Figura 6 – Tensões atuantes na chapa e perfis de reforço do fundo do Cone 
 
 
Conforme gráfico, a tensão máxima no cone é de σ= 310 kgf /cm2, para a pressão da água, 
peso do costado ,peso da tampa mais sobrecarga na tampa. 
Para a chapa de fundo e perfis de reforço a tensão é de σ= 110 kgf /cm2. 
 
 
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Figura 7 – Deslocamento da chapa de fundo e reforço do Cone 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.1.4 Dimensionamento dos esforços atuantes na Coluna e chapas de base 
 
 
Figura 8 - Esquema do reservatório de 10 m³ 
 
2.1.4.1 Cargas atuantes 
 
2.1.4.2 Peso próprio 
 
- Tampo cônico 
 
1.91² x π /4x7850x0.005 = 113 kgf 
 
 
- Costado 
 
1.91 x π x 0.005 x 7850 x 4.00 = 942 kgf 
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- Cone 
 
π x [√ 0.80² + (0.955 - 0.395)² ] x (0.955 + 0.395) = 4.14 m² (superfície) 
 
4.14 x 0.005 x 7850 = 163 kgf 
 
- Fundo 
 Peso total 30 kgf 
 
- Coluna 
 Peso total 1100 kgf 
 
 
- Escada de marinheiro 
 
 Peso = 513 kgf 
 
 
- Guarda corpo no teto 
 
Peso estimado = 75 kgf 
 
- Acessórios 
Peso estimado = 600 kgf 
 
- Água 
 
Volume da parte cilíndrica 
 
1.905² x π/ 4 x 4.00 = 11.4 m³ 
 
Volume do cone 
 
V= 1/3 x π x 0.80 x [(0.955 + 0.395)² -(0.955 x 0.395) = 1.21 m³ 
 
Volume total = 12.6 m³ = 12600 kgf 
 
 
- Peso total da estrutura 
 
Pp = 113 + 942 + 163 +30 + 1100 + 513 + 75 + 600 = 3536 kgf 
 
 
2.1.4.1.1 Forças devido ao vento 
 
Considerações conforme ( NBR 6123) 
 
V0 = velocidade característica do vento = 40 m/s ( região de Minas gerais) 
 
S1 = fator topográfico = 1.0 
 
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S2 = Fator que depende da rugosidade do terreno, dimensões da estrutura e altura sobre o 
terreno. 
 
Categoria II, classe A 
 
S2 = 1.05 , para Z = 17.0 metros 
 
S2 = 1.0 , para Z = 10.0 metros 
 
S2 = 0.94 , para Z = 5.0 metros 
 
S3 = Fator estatístico = 1.0 
 
q = força característica = 0.613 x Vk² ( N/m2) 
 
Vk = V0 x S1 x S2 x S3 
 
 
Para Z = 17 m 
 
Vk = 40 x 1.0 x 1.05 x 1.0 = 42 m/s 
 
q1 = 0.613 x 42² = 1082 N/m² = 110 kgf/m² 
 
 
Para Z = 10 m 
 
Vk = 40 x 1.0 x 1.0 x 1.0 = 40 m/s 
 
q2 = 0.613 x 40² = 981 N/m² = 100 kgf/m² 
 
 
Para Z = 5 m 
 
Vk = 40 x 1.0 x 0.94 x 1.0 = 38 m/s 
 
q3 = 0.613 x 38² = 885 N/m² = 90 kgf/m² 
 
 
Coeficiente de arrasto Ca = 1.20 
 
Para corpos cilindros, com rugosidade ou saliências = 0.081.L1 e h/L1 = 19.7 e todos os 
valores de Re. 
 
h = altura total do reservatório = 15.6 metros 
 
L1 = diâmetro da coluna 0.79 metros 
 
 
Força de arrasto Fa 
 
Fa = Ca x q x Ae 
 
Ae = área efetiva de ação do vento 
 
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Aetaça =7.02 m2 
Aecone =1.08m2 
Aecoluna 1 = 3.95 m2 
Aecoluna 2 = 3.95 m2 
 
 
Fa1 = 1.20 x 110 x 7.02 = 927 kg → q1 = 224kgf/m 
 
Fa2 = 1.20 x 110 x 1.08 = 143 kg → q2 = 178kgf/m 
 
Fa3 = 1.20 x 100 x 3.95 = 474 kg → q3 = 95kgf/m 
 
Fa4 = 1.20 x 90 x 3.95= 427 kg → q4 = 86kgf/m 
 
 
2.1.4.4 Momentos na base devido ao vento 
 
Mv = 86x 5.00²/2 + 95 x 5.00 x 7.50 + 178 x 0.80 x 10.40 + 224 x 4.145 x 12.87= 18071 kgf.m 
 
2.1.4.5 Momento devido ao possível desalinhamento vertical do reservatório, considerado 0.10 
metros. 
 
-Devido ao peso da água 
 
M.água = 12600 x 0.10 = 1260 kgf.m 
 
-Devido ao peso próprio do reservatório 
 
Mppr = 3536 x 0.10 = 353.6 kgf.m 
 
 
-Devido ao peso próprio da escada 
M.escada = 513 x 1.40 = 718 kgf.m 
 
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2.1.4.6 Combinações das cargas atuantes na base e fundação 
 
 
Figura 9 – Cargas na base da coluna 
 
Combinação 1 = Peso próprio+peso da água+vento 
 
Carga Vertical N = 3536 + 12600 = 16136 Kgf 
 
Força horizontal FH = 1971 Kgf 
 
Momento devido ao Vento Mv = 18071 Kgf.m 
 
Momento total devido ao Peso próprio Mtotalpp = 1260 + 353.6 + 718 = 2332kgf.m 
 
Momento total Mtotal = 2332 + 18071 = 20403 kgf.m 
 
 
Combinação 2 = peso próprio+vento 
 
Carga Vertical N = 3536 Kgf 
 
Força horizontal FH =1971 Kgf 
 
Momento devido ao Vento Mv = 18071 Kgf.m 
 
Momento total devido ao Peso próprio Mtotalpp = 353.6 + 718= 1072 kgf.m 
 
Momento total Mtotal = 1072+18071 = 19143 kgf.m 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.1.5 Dimensionamento da coluna base 
 Figura 10 – Tensões na coluna 
 
 
Figura 11– Tensões na coluna próximo á base 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.1.5.1 Determinação das forças nos parafusos 
 
Figura 12 – Forças nos parafusos 
 
 
- Adotado Parafuso UNC 7/8” x 21/2” com área bruta = 3.88 cm2 e Classe de resistência 
ASTM A-307 com Resistência à Tração fu = 4150 kgf/cm2. 
- Parafuso mais solicitado 
 
 Fsdvmax. = 1430 kgf 
 Fsdtmax.= 6860 kgf 
 
Ab = Área bruta do parafuso Ф7/8 “ = 3.88 cm² 
Abe = Área efetiva = 0.75 . Ab = Abe = 2.91 cm2 
FRdt = Resistência a tração do parafuso = FRdt = Abe.fub/γa2 = 8946 kgf/cm² 
γa2 = Coeficiente de ponderação = 1.35 
FRdv = Resistência ao cisalhamento = 0,4.Ab.fub/γa2 4771 kgf/cm² 
(1430/4771)2 + (6860/8946)2 = 0,468 < 1 OK 
 
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2.1.5.2 Determinação das tensões nas soldas de união da coluna com a chapa 
 
E = Espessura da solda 7mm →7 x (coseno 45º) = 5.0mm (largura efetiva de trabalho) 
 
σa = tensão admissível na solda = 900 kgf/cm² ( eletrodo E70 xx) 
 
W solda = 39.5² x ¶ x 0.50 = 2431 cm³ 
 
σm = 2040300/2431 = 839 kgf/cm² 
 
 = 1971/ (0.50 x 79 x ¶) = 15 kgf/cm² 
 
σr = √(839)²+(15)² ≈ 839kgf/cm² < 900 kgf/cm² OK 
 
Verifica-se portanto que a solda resiste ás cargas . 
 
2.1.6 Dimensionamento da base metálica 
As forças nos parafusos devido á fixação da coluna, atuando na chapa superior da base e a 
chapa inferior da base fixada ao concreto através de chumbadores. 
 
Figura 13 – base e chumbadores 
 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 10 M³ 
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 Figura 14 – Tensões na base 
 
 
Figura 15 – Forças nos chumbadores 
 
2.1.6.1 Definição dos chumbadores 
Adotado chumbador com barra de diâmetro 7/8” , rosca UNC com área bruta = 3.88 cm2 e 
resistência à Tração aço SAE 1020 Laminado fu = 4500 kgf/cm2. 
Chumbador mais solicitado: 
Força cortante - Fsdvmax. = 1985 kgf 
 Força de tração - Fsdtmax.= 5170 kgf 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 10 M³ 
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Ab = Área bruta do parafuso Ф7/8 “ = 3.88 cm² 
Abe = Área efetiva = 0.75 . Ab = Abe = 2.91 cm2 
FRdt = Resistência a tração do chumbador = FRdt = Abe.fub/γa2 = 9700 kgf/cm² 
γa2 = Coeficiente de ponderação = 1.35 
FRdv = Resistência ao cisalhamento = 0,4.Ab.fub/γa2 5173 kgf/cm² 
(1985/5173)2 + (5170/9700)2 = 0,43 < 1 OK 
2.1.6.3 Dimensionamento do comprimento de ancoragem dos chumbadores 
Comprimento de ancoragem, com gancho, para concreto fck = 25 MPa 
Lb = Comprimento de ancoragem Lb = Φ.fyd / 4 . fbd ≥ 25 Φ 
fbd = ƞ1. Ƞ2. Ƞ3 .fctd ↔ fbd = 1 . 1 . 1 .1.283 = 1.283 MPa 
fctd = 0.15.fck2/3 = fctd = 0.15 . 25 2/3 = 1.283 MPa 
Lb = 2.2.218 / 4 . 1.283 ↔ Lb ≈ 94cm 
Lbnec. = α1 . lb . Ascalc / Asef ↔ Lbnec. = 0.7 . 94 . 1 ≈ 66cm 
Adotaremos Ascalc / Asef = 1 
α1 = 0.7 para barras tracionadas com gancho 
SERÁ ADOTADOCHUMBADOR COM GANCHO E “Lb ” EMBUTIMENTO NO CONCRETO 
DE 75cm 
 
Figura 16– Chumbadores 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 10 M³ 
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3. DESENHOS 
O Projeto Executivo do Reservatório Elevado Metálico, capacidade nominal de 10 m³, 
Padrão 10.04.010/0 da COPASA é composto dos seguintes desenhos: 
 
Desenho 01 10040300-AA-ME-REL-M0010-DS-001-2.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico– 10 m³ 
 Projeto Executivo 
 Conjunto 
 
Desenho 02 10040300-AA-ME-REL-M0010-DS-002-2.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico – 10 m³ 
 Projeto Executivo 
 Detalhes de Construção 
 
Desenho 03 10040300-AA-ME-REL-M0010-DS-003-2.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico – 10 m³ 
 Base / Tampas / Respiro / P. Identificação 
 Detalhes de Construção 
 
Desenho 04 10040300-AA-ME-REL-M0010-DS-004-2.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico – 10 m³ 
 Guarda-Corpo / Escadas Externa e Interna 
 Detalhes de Construção 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	374-AA-ME-01-REL-M0010-DS-001-2 Model
	374-AA-ME-01-REL-M0010-DS-002-2 Model
	374-AA-ME-01-REL-M0010-DS-003-2 Model
	374-AA-ME-01-REL-M0010-DS-004-2 Model