Exercícios de Engenharia Civil

Prévia do material em texto

Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia
Campus Vargas
Curso: Engenharia Civil
Disciplina: TAP
Prof.: Fernando Brant
Trabalho
Nome do aluno: RA: Turma:
INSTRUÇÕES
1. Responder as questões e colocar as justificativas abaixo.
2. Justificativas incoerentes serão desconsideradas e o exercício terá nota zero.
3. Os cálculos deverão ser demonstrados.
Exercício 1 
Foi-lhe solicitado examinar uma viga em concreto simplesmente apoiada de 20m de vão. Inspecionando o me-
morial justificativo, você identificou que:
- o concreto tem fck = 30 Mpa;
- o sistema construtivo introduziu esforço na viga, o qual, para efeito de análise da seção no meio do vão pode 
ser considerado como um esforço de compressão de 1.950 kN aplicado no ponto A da seção esquematizada 
na Figura 1;
- a viga suporta a carga acidental de 25 kN/m, além da carga permanente de 14 kN/m (já incluído o peso pró-
prio);
- a seção transversal da viga tem área A = 0,401 m2, módulo de resistência em relação à borda superior 
Ws= 0,1325 m3 e módulo de resistência em relação à borda inferior WI = 0,0993 m3.
Dados/Informações Técnicas:
Responda com base nos dados anteriores, utilizando a seção no meio do vão: o limite de compressão de 0,7 fck foi
ultrapassado? Sim ou Não? Justifique sua resposta.
Justificativa:
 
Exercício 2
Considere a construção de um edifício habitacional de 10 pavimentos, com estrutura de concreto armado
moldada no local e alvenaria de vedação com blocos de concreto, revestida interna e externamente com
argamassa. Atualmente, as estruturas de concreto não são mais tidas como duráveis e "eternas", mas sabe-se
que dependem do grau de agressividade do ambiente ou da atmosfera onde se localizam, da qualidade
intrínseca do material concreto, do projeto estrutural, dos cuidados da execução e de outros fatores.
A partir desta situação, pergunta-se:
a) qual é o principal parâmetro a ser considerado na dosagem do concreto? E no controle de sua qualidade?
b) compare as vantagens e desvantagens, sob o ponto de vista do contratante, em estabelecer com uma
empresa construtora um contrato por administração (preço de custo) ou por preço fechado para a execução da
obra.
c) qual traço de argamassa (em volume de materiais secos) seria mais adequado para o assentamento da
alvenaria: 1:3 (cimento:areia) ou 1:2:8 (cimento:cal:areia)? Justifique sua resposta.
Justificativa:
.
Exercício 3
Pelo novo Plano Diretor de Esgotos de uma cidade, será criado, no pólo industrial, uma estação de tratamentos
para os efluentes industriais.
Anteriormente, os esgotos industriais estavam ligados à estação de tratamento existente.
Que população poderá ser acrescida a esta cidade, sem que ocorra a necessidade de ampliação da estação
de tratamento de esgotos, considerando que a contribuição das indústrias será nula na nova situação?
Os dados disponíveis são:
a) área piloto (área de amostragem - sem contribuição industrial)
População urbana efetivamente ligada à rede coletora: 3021 hab
Volume médio diário de esgotos: 287,17m3
DBO5,20 média diária: 491,5 mg/l
Rede coletora de esgotos sanitários tipo reparador absoluto
b) estação de tratamento de esgotos existente - situação atual
População atendida: 180.000 hab
Capacidade máxima: 25.000m3 /dia de esgoto com uma
DBO5,20 de 450 mg/l
(considerando as contribuições domésticas e industriais)
Justificativa:
Exercício 4
A Prefeitura de uma cidade está analisando um pedido para construção de um Centro Comercial num terreno
situado à margem de uma via expressa. Como a via expressa já possui um volume de tráfego elevado, para
evitar congestionamentos futuros, é preciso fazer uma estimativa do tráfego adicional que será gerado pela
construção do Centro Comercial.
A área do Centro Comercial a ser ocupada por lojas será igual a quatro vezes a área (M2) ocupada por
restaurantes. Os números de viagens atraídas por automóveis no horário de maior movimento (horário de pico)
são: 0, 1 viagem por M2 de restaurantes e de 0,6 viagem por M2 de lojas.
a) Considerando que o volume médio de tráfego diário existente hoje na via expressa é de 25.000
automóveis/dia, e que a capacidade dessa via é de 5.000 automóveis por hora, calcule a maior área em m2 a
ser ocupada por lojas e restaurantes no Centro Comercial.
b) A importância em amenizar o Problema dos congestionamentos de tráfego urbano está nos custos
econômicos e sociais por eles provocados. Cite, pelo menos, quatro desses custos.
Dados / Informações Técnicas:
Volume de tráfego no horário de pico = 15% do volume médio de tráfego diário
Justificativa:
Exercício 5
A Administração do Aeroporto de uma cidade essencialmente turística está analisando investir na expansão do
terminal de passageiros. A receita do aeroporto é proveniente do pagamento da taxa de embarque, que vale,
hoje, R$ 10,00 (dez reais) por passageiro embarcado. 0 investimento necessário para o projeto de expansão
está estabelecido em R$ 6.200.000,00 (quatro milhões e duzentos mil reais).
A demanda de passageiros por transporte aéreo, na região, é dada pela função abaixo:
Pax = 125,0(Lh)
onde:
(Pax) = Número de passageiros embarcados por ano;
(Lh) = Número de leitos disponíveis nos hotéis da região por ano.
Considerando que o número de leitos em hotéis da região vai crescer 15% ao ano, a partir da conclusão da
obra, calcule o valor da nova taxa de embarque para que o investimento se pague em cinco anos, assumindo
que as demais variáveis do problema, inclusive a nova taxa de embarque, permanecerão constantes ao longo
desses cinco anos.
Dados / Informações Técnicas:
Demanda inicial = 350.000 passageiros embarcados no ano seguinte à conclusão da obra.
Justificativa:
Exercício 6
Um projeto de expansão de um pátio de estacionamento de um shopping center, situado numa cidade brasilei-
ra, previu, devido à pouca disponibilidade do terreno, um corte vertical com 6 m de altura e 60 m de compri-
mento, em um talude de solo argiloso, cujos parâmetros geotécnicos determinados nas unidades do Sistema 
Internacional foram os seguintes:
Levando-se em conta que o local está sujeito, durante parte do ano, a fortes precipitações pluviométricas, veri-
fique se este corte necessita de uma obra de contenção, respondendo SIM ou NÃO e justificando sua resposta 
pelo cálculo do fator de segurança.
As características mineralógicas do solo permitem que se admita como peso específico dos sólidos o valor de 
29,5 kN/m3 e, por outro lado, para este caso, considere que o fator de segurança deve ser superior a 1,5.
Justificativa:
Exercício 7
Você foi o engenheiro escolhido por sua empresa para administrar a obra cujo cronograma físico-financeiro 
resumido encontra-se no quadro abaixo, o qual deverá ser adequadamente preenchido.
Considere: 
Qn = Quantidade de serviço no mês n, em porcentagem; 
Mn = Valor do serviço no mês n.
Atividades Peso (%) Custo (R$) Q1 (%) M1 (R$) Q2 (%) M2 (R$) Q3 (%) M3 (R$) Q4 (%) M4 (R$) Q5 (%) M5 (R$)
Fundações 100 280 mil 
Estruturas 25 120 mil 50 240 mil 25 120 mil 
Alvenaria 25 45 mil 60 108 mil 15 27 mil 
Instalações 10 28 mil 20 56 mil 50 140 mil 20 56 mil
Acaba
mentos 50 320 mil 50 320 mil
Total
simples 
Total
acumulado 
Em encontro com seu supervisor, considerando a previsão do cronograma, ele lhe fez as perguntas apresentadas a seguir. 
a) Que atividade representa o maior custo em relação ao total? Qual o seu valor em percentual?
b) Em que mês será atingido o custo de 60% do total da obra?
c) Que mês apresenta o maior custo? Qual o seu valor em reais?
Justificativa:
Exercício 8
Um Engenheiro foi encarregado de dimensionar a rede coletora de esgotos esquematizada a seguir.
Dados de projeto:
Consumo per capita de água : q = 150 litros/(hab.dia)
K1 = 1,20 e K2 = 1,50
Coeficiente de Retorno: C = 0,80
Taxade Infiltração: TI = 0,0010 litros/(s.m)
Densidade populacional: d = 250 hab/ha
Densidade de ruas: l* = 190 m/ha
Áreas: Expansão 1 = 3,0 ha e Expansão 2 = 5,0 ha
Dados:
Contribuições devido às ligações prediais:
Qlig = ( P . q . K1 . K2 . C ) / 86.400, onde P é a população.
Contribuições devido às infiltrações:
Qinf = L . TI, onde L é o comprimento do trecho da rede.
Considerando as informações acima, determine a vazão futura Q no final do projeto, que sai do poço de visita 
mais à jusante da rede coletora de esgotos (indicada no esquema).
Justificativa:
Exercício 9
A figura abaixo representa uma sapata isolada de concreto armado, de dimensões 2,40 m x 1,20 m e altura
igual a 0,45 m, que recebe a carga centrada de 700 kN, de um pilar retangular de dimensões 0,80 m x 0,40 m.
O aço a ser utilizado é o CA-50 A.
Calcule a área das armaduras de tração nas duas direções, utilizando o método das bielas comprimidas.
[Adote um coeficiente de ponderação (antigo coeficiente de segurança) total (para majoração dos esforços e 
minoração da resistência característica) igual a 1,6.]
Justificativa:
Exercício 10
Atualmente, observa-se grande crescimento da construção civil devido ao aquecimento da economia. Os mate-
riais mais utilizados são o concreto e o aço. A figura a seguir mostra uma viga prismática biapoiada. Considere 
a situação I, em que a viga foi dimensionada em concreto armado C30, produzido in loco, com uma viga de se-
ção retangular 20 cm × 50 cm; e a situação II, em que a viga foi dimensionada em um perfil I 200 × 30, com 
área da seção transversal de 38 cm2 ; o aço utilizado nesse perfil foi o MR 250 (ASTM A36).
Dados: Peso específico do concreto = 25 kN/m3 e peso específico do aço = 78,5 kN/m3 e a tabela a seguir da
NBR 8800 (2008), que mostra os coeficientes de ponderação para o aço estrutural e para o concreto produzido
in loco.
Tabela: Valores dos coeficientes de ponderação das resistências γm
Com relação ao uso desses dois materiais em projetos estruturais, faça o que se pede nos itens a seguir.
a) Calcule a carga uniformemente distribuída g, em kN/m, devido ao peso próprio da viga para cada material
(concreto e aço).
b) Qual o valor da resistência de cálculo à compressão do concreto e o valor da resistência de cálculo ao
escoamento do aço que o engenheiro deve usar no seu projeto, considerando a combinação última normal?
Justificativa: