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LAJES DE PONTES RODOVIÁRIAS Curso: Engenharia Civil Disciplina: Pontes Prof.: Me. Gustavo H. S. Dantas 1 Introdução Bibliografia ◦ Kalmanok– Manual para Cálculo de Lajes ◦ Olsen Reintznuber – Cálculo de Lajes de Pontes ◦ Hubert Rusch – “Fahrbahnplatten von Strassenbrucken” (Lajes para pontes rodoviárias) ◦ Telemaco von Langendonk – Lajes de Pontes ◦ Observações: Olsen: apresenta superfícies de influência – é o mais completo; Rusch apresenta as tabelas mais práticas para o cálculo de lajes de pontes; apresenta coeficientes para o cálculo de momentos fletores em tabelas a partir de superfícies de influência de outros autores; é muito mais prático para o cálculo de lajes de pontes rodoviárias; leva-se em conta a posição mais desfavorável da carga acidental; considera o Coeficiente de Poisson (ν= 1/6); aplicam-se as tabelas aos trens-tipo da NBR 7188, pois são semelhantes aos da norma alemã, para os quais as tabelas foram elaboradas. 2 Lajes de pontes (Tabuleiro) De um modo geral, as lajes são elementos estruturais que se deformam segundo superfícies com dupla curvatura, surgindo, portanto, momentos fletores em duas direções ortogonais. O tabuleiro das pontes em concreto é constituído por lajes ligadas de diversas maneiras aos demais elementos da superestrutura (longarinas, transversinas e vigas de fechamento). 3 As dimensões e as condições de apoio das lajes são função da distribuição dos demais elementos da superestrutura. Lajes de pontes (Tabuleiro) Transversinas 4 Lajes de pontes Longarinas 5 Lajes de pontes (Tabuleiro) Se observarmos a figura acima, a laje do tabuleiro pode ser dividida em três painéis: uma laje central, apoiada sobre as longarinas, e duas lajes em balanço nas extremidades. Esses painéis não podem ser considerados como funcionando isoladamente, uma vez que existe uma continuidade na direção transversal entre as lajes em balanço e a laje central. 6 Lajes de pontes (Tabuleiro) Nas pontes, as principais solicitações são provocadas pelas cargas concentradas das rodas dos veículos. Essas solicitações podem ser determinadas com auxílio de superfícies de influência, que constituem uma extensão do conceito de linha de influência para o espaço bidimensional da laje. 7 Vista isométrica de uma superfície de influência de momento fletor, na seção do meio do vão, de uma laje isotrópica retangular simplesmente apoiada nos quatro lados. Lajes de pontes Classificação sob o ponto de vista estrutural ◦ Lajes isoladas ◦ Lajes contínuas 8 Lajes de pontes Classificação sob o ponto de vista estrutural ◦ Lajes isoladas Não tem ligações com outras lajes 9 Lajes de pontes Classificação sob o ponto de vista estrutural ◦ Lajes contínuas Apresentam continuidade com outras lajes, podendo ser em um ou mais lados. 10 Lajes de pontes Classificação quanto a forma ◦ As lajes podem ser retangulares (mais comuns) e triangulares. ◦ Representação em relação a condição dos apoios: 11 Lajes de pontes Classificação quanto às cargas ◦ As cargas a serem consideradas são: carga permanente e carga acidental. ◦ Carga Permanente (kN/m2 ou tf/m2) peso próprio pavimento 12 Lajes de pontes Quanto às cargas ◦ Carga Permanente (kN/m2 ou tf/m2) peso próprio Para avaliação inicial do peso próprio adota-se a espessura das lajes: Observações L é o menor vão da laje; para a avaliação da carga de pavimentação devemos conhecer a espessura e o peso específico do material a ser utilizado. 13 Note Julius Caixa de Texto 25 kN/m² Note Julius Caixa de Texto 24 kN/m² Note Julius Caixa de Texto 24 kN/m² Note Julius Caixa de Texto 15 Lajes de pontes Quanto às cargas ◦ Carga Acidental Para efeito de confecção das tabelas, Rusch fez uma simplificação substituindo as cargas concentradas dos veículos-tipo correspondentes à retângulos por quadrados equivalentes. 14 Note Julius Carimbo Note Julius Carimbo Note Julius Carimbo Note Julius Caixa de Texto Note Julius Carimbo Note Julius Carimbo Note Julius Carimbo Lajes de pontes Carga Acidental ◦ Admite-se ainda a seguinte distribuição das cargas concentradas: b’: largura equivalente 15 Lajes de pontes Elementos para dimensionamento ◦ Espessuras mínimas (NBR 7187/03) Lajes maciças Tráfego ferroviário: h P 20cm Tráfego rodoviário: h P 15cm Demais casos: h P 12cm Lajes nervuradas Espessura da mesa: hf P 10cm ou hf P a/12 Distância entre eixos das nervuras: a O 150cm Espessura da alma das nervuras: b P 12cm 16 Lajes de pontes Tabelas de Rusch ◦ Desenvolvida por H. Rüsch para o trem-tipo da norma alemã DIN-1072 (RÜSCH, 1960). ◦ As tabelas de Rüsch permitem a determinação das solicitações nas lajes, mediante condições de apoio prefixadas, incluindo apoio simples, engaste perfeito ou bordo livre. ◦ Para os diversos tipos de apoios são apresentados diagramas de cobrimento de momentos fletores para toda a superfície da laje a partir de máximos calculados no centro e nos bordos. 17 Lajes de pontes Cálculo dos momentos fletores (TABELAS DE RUSCH) ◦ Analisa-se para carregamento permanente e acidental. 18 Lajes de pontes Cálculo dos momentos fletores (TABELAS DE RUSCH) ◦ Analisa-se para carregamento permanente e acidental. ◦ Carga Permanente Os momentos fletores devidos à carga permanente são dados pela fórmula: onde: k = coeficientes das tabelas; g = carga permanente; Lx = comprimento do lado paralelo ao eixo x que está indicado nas tabelas. 19 Lajes de pontes Cálculo dos momentos fletores ◦ Carga Acidental: Os momentos fletores devidos à carga acidental são dados pela fórmula: onde: ϕ: coeficiente de impacto da laje (usar o menor vão) ML, Mp e Mp’: momentos fletores para P = 1t e p = p’ = 1t/m2, respectivamente, obtidos da tabela de Rüsch P: peso real de cada roda do veículo p: carga atrás e na frente do veículo p’: carga lateral ao veículo 20 Lajes de pontes 21 Lajes de pontes ◦ Nessa tabela são fornecidos os valores do momento fletor, Mxm e Mym, no meio do vão da laje devido ao efeito das cargas das rodas do veículo e da sobrecarga uniformemente distribuída em volta do veículo. ◦ A direção do tráfego é admitida, nessa tabela, na direção y, sendo a direção y adotada paralela ao maior vão da laje. ◦ Para entrada nas tabelas é necessário calcular os parâmetros lx/a e t/a, onde a é a distância entre as rodas do veículo na direção transversal, t é a largura de distribuição da pressão da roda e lx é a menor dimensão em planta da laje. 22 Lajes de pontes Tabelas de Rusch ◦ Parâmetros de entrada nas Tabelas: Onde, a é a distância entre eixos (2 m). A entrada nas tabelas com os parâmetros t/a e Lx/a é feita para a obtenção dos coeficientes ML, Mp e Mp’. 23