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1/5 R. Desp. Humberto Guimarães, 587 – Ed. Solar de Greenwich – ap.601.Ponta-Verde, CEP. 57035-030 Tel. (082) 3231.3232 -Cel. 9981.6748 - e-mail: marcarnauba@gmail.com – Maceió – AL- Brasil Marcos Carnaúba SOLUÇÕES DE ENGENHARIA CREA 3034-D-PE/AL 21-BLOCOS DE COROAMENTO – ESTACAS METÁLICAS (TRILHOS) Embora de bibliografia escassa, trilhos passaram a ser utilizados no Brasil como estacas de fundação após descarte pelas ferrovias, selecionados sob critérios simplistas de boa conservação e nunca terem a redução do peso superior a 20% do seu valor teórico. As ferrovias descartam trilhos quando o desgaste do boleto, em área, atinge 25% do original, uma prevenção contra o descarrilamento, mas não, necessariamente, por perda de resistência Como precaução alguns autores recomendam reduzir de 20 a 30% a carga máxima estrutural. A corrosão de perfis metálicos totalmente enterrados já foi bem estudada constando da bibliografia que o baixo teor de oxigênio contido nos solos, responsável pela reação química que gera a corrosão, logo se esgota exceto em solos com pH inferior a 4, raros no Brasil. Para considerar os efeitos da corrosão de perfis metálicos diversos fatores do solo devem ser avaliados, tais como: granulometria, profundidade, características químicas, resistividade e acidez. Atentar, também, para os riscos de encurvamento do perfil em solos de baixa resistência decorrente da instabilidade dinâmica direcional, e as possibilidades de desvios quando a ponta da estaca encontra camadas de rochas inclinadas ou em blocos. Para considerar o efeito da corrosão de perfis metálicos a NBR 6122/96, de forma conservadora, segundo alguns autores, determina a redução de 1,5 mm da espessura do perfil, em todo o seu perímetro, exceto quando se usa proteção especial de eficiência comprovada – pintura ou proteção catódica, como exemplos. Atualmente a NBR 6122 está em processo de revisão. Nos casos de o perfil metálico permanecer imerso em água, com variações do seu nível, ou atravessando aterros heterogêneos de rejeitos, recomenda-se encamisá-lo com concreto armado nesses trechos estendendo esse revestimento até a uma profundidade de 2 a 3 m no terreno natural sem presença de água. Os trilhos e perfis em geral só podem ser utilizados em fundações se retilíneos, de curvatura ≥ 400 m em qualquer ponto do eixo, ou apresentar flecha máxima de 0,3% do comprimento total. As emendas de trilhos são feitas com solda de topo e os perfis são alinhados com o auxílio de talas laterais soldadas, recomendando-se o uso de eletrodos dos tipos OK 46 e OK 48. Raramente é usado um só trilho como estaca, nesse caso para pequenas cargas, sendo usual a utilização de perfis compostos de 2 TR, 3 TR e 4 TR (TR – train rail). Os tipos descartados mais comuns são os TR25, TR32, TR57 e TR68, cujos índices indicam o peso por metro, 25, 32, 57 e 68 kg/m, respectivamente. 2/5 R. Desp. Humberto Guimarães, 587 – Ed. Solar de Greenwich – ap.601.Ponta-Verde, CEP. 57035-030 Tel. (082) 3231.3232 -Cel. 9981.6748 - e-mail: marcarnauba@gmail.com – Maceió – AL- Brasil Marcos Carnaúba SOLUÇÕES DE ENGENHARIA CREA 3034-D-PE/AL Trilhos em aço A36 –fyk= 240 MPa Perfil Peso Altura Largura M.Resist. Perímetro Área Kg/m h (cm) bw (cm) Wx (cm³) cm cm² TR25 25,0 10,0 10,0 100,0 38,0 31,4 TR32 32,0 11,3 11,3 120.2 41,0 40,9 TR37 37,0 12,2 12,2 149,0 44,0 47,3 TR45 45,0 14,3 13,0 205,0 49,0 56.8 TR50 50,0 15,2 13,7 247,0 52,0 64,2 TR57 57,0 15,8 14,0 295,0 55,0 72,6 TR68 68,0 18,6 15,2 391,0 60,0 87,5 Os principais arranjos se encontram mostrados na Figura 1, com os respectivos símbolos no canto inferior direito. Figura 1 Dados obtidos de tabelas antigas, tendo como exemplo um bloco simbólico sobre duas estacas de trilhos – desenhos sem escala. a a a a ℓb >5 cm concreto magro ℓ = comprimento do perfil que adentra no bloco Planta Corte e Φe Φe = diâmetro equivalende da estaca metálica para fins de dimensões e espaçamento. T T Segundo o Prof. Eduardo Thomaz ℓb pode ser calculado com base na regra do “Grundbau Taschenbuch”. Sendo a e b as dimensões da seção – retangular - do perfil e p o perímetro: Padm= τadm.p. ℓb X Y bw h S3 S4 S1 S2A S2B 3/5 R. Desp. Humberto Guimarães, 587 – Ed. Solar de Greenwich – ap.601.Ponta-Verde, CEP. 57035-030 Tel. (082) 3231.3232 -Cel. 9981.6748 - e-mail: marcarnauba@gmail.com – Maceió – AL- Brasil Marcos Carnaúba SOLUÇÕES DE ENGENHARIA CREA 3034-D-PE/AL Símbolo Nomenclatura Φe e a ℓ AT JX-X JY-Y WXX WYY Carga cm cm cm cm cm² cm4 cm4 cm3 cm3 kN S1 1TR25 13 75 25 20 31,5 410 89 81 18 120 S2A 2TR25 20 80 32,5 20 62,8 824 1091 170 125 400 S2B 2TR25 20 80 32,5 20 62,8 2270 179 230 36 400 S3 3TR25 28 90 40 30 94,2 3488 3488 275 275 600 S4 4TR25 30 100 40 30 125,6 6908 6908 468 468 800 S1 1TR32 16 75 27,5 20 40,8 703 150 120 26 180 S2A 2TR32 23 90 32,5 20 81,6 1409 1839 248 184 500 S2B 2TR32 26 90 32,5 20 81,6 3823 301 383 53 500 S3 3TR32 30 100 40 30 122,5 5898 5898 406 406 800 S4 4TR32 34 100 42,5 30 163,3 11711 11711 693 693 1000 Φe = diâmetro equivalende do trilho; AT = área da seção do trilho 10 10 10 19,5 17,5 10 22 19 29,5 29,5 Dados de geometria cm TR 25 SP Pb cm2 cm 75 35 150 51 150 50,5 340 74 584 90 11 11 11 22,5 20 11 25 22 34 34 Dados de geometria cm Sp – Área da base a ser considerada para o cálculo da resistência de ponta. Pb - Perímetro de base a ser considerado no cálculo da resistência por atrito lateral. TR 32 SP Pb cm2 cm 97 40,5 194 58,5 194 58 444 84,5 749 103 4/5 R. Desp. Humberto Guimarães, 587 – Ed. Solar de Greenwich – ap.601.Ponta-Verde, CEP. 57035-030 Tel. (082) 3231.3232 -Cel. 9981.6748 - e-mail: marcarnauba@gmail.com – Maceió – AL- Brasil Marcos Carnaúba SOLUÇÕES DE ENGENHARIA CREA 3034-D-PE/AL A NBR 6122/96 assim se expressa no item 7.8.2.4.2: “Quando as estacas de aço constituídas por perfis laminados ou soldados trabalharem à compressão, basta uma penetração de 20 cm no bloco. Pode-se, eventualmente, fazer uma fretagem através de espiral, em cada estaca neste trecho”. Consta do 7.8.2.4.3: “No caso de estacas metálicas trabalhando a tração, deve-se soldar uma armadura capaz de transmitir ao bloco de coroamento as solicitações correspondentes”. Essas recomendações confundem o projetista que trabalha com estacas de concreto, hoje embutidas apenas 5 cm nos blocos acima do nível do concreto magro, e sobre as cabeças delas (em bw) distribui as armaduras obtidas no cálculo pelo método das bielas – recomendável – ou dimensionados pela teoria de vigas. As opções abaixo envolvem todos os tipos de blocos sobre perfis metálicos de qualquer natureza. Duas correntes de projetistas definem o posicionamento dessas armaduras quando o bloco se apóia sobre estacas metálicas com o toco de 20 cm ali adentrando. Observar que as tabelas de trilhos ferroviários indicam,em alguns casos, o toco de 30 cm. 1- A primeira corrente afirma que inexiste, na teoria das bielas desenvolvida por Magnel e outros, melhorada ao longo dos anos, qualquer exigência de as armaduras serem dispostas sobre as cabeças das estacas, e as colocam ao lado, ou em laços circundando o toco metálico distribuídas ao longo de ℓb (Prof. Eduardo Thomaz-considera a biela atuando em ℓb/2), sempre com fretagem. Em todos os casos devem ser estudados com cuidado os efeitos de puncionamento e verificada a necessidade de armadura de suspensão. 2- A segunda corrente afirma que a teoria das bielas considera a distribuição das armaduras ao nível das estacas, aumenta a altura do bloco de 20 a 30 cm, as distribui sobre os perfis fretados (bw), e insere armaduras complementares na sua base, 5 cm acima do concreto magro. Planta Corte longitudinal T T N1 N2 N3 N4 fretagem N1 ou N1A N2 N3 N3 N4 N5 N5 Corte transversal ℓb N1A 5/5 R. Desp. Humberto Guimarães, 587 – Ed. Solar de Greenwich – ap.601.Ponta-Verde, CEP. 57035-030 Tel. (082) 3231.3232 -Cel. 9981.6748 - e-mail: marcarnauba@gmail.com – Maceió – AL- Brasil Marcos Carnaúba SOLUÇÕES DE ENGENHARIA CREA 3034-D-PE/AL Notas: a)-A opção de soldar uma placa metálica na cabeça do perfil adentrando, apenas, 5 cm no bloco, é totalmente descartada por dificuldades de execução das soldagens em local exíguo, de difícil nivelamento e controle de qualidade. b)-Pode-se fretar cerca de 50 cm do perfil abaixo do concreto magro já soldando ali armaduras complementares que adentram ℓb (comprimento de ancoragem) no bloco, como se houvesse tração na estaca e cumprindo o ditame normativo. Bibliografia. Traité de Béton Armé – Guerrin; Cimentaciones de Estructuras – Dunham; Introdução ao Estudo de Fundações Profundas – Aguirre e Wanderley; Fundações e Contenções de Edifícios – Joppert; Retropesctiva e Técnicas Modernas de Fundações em Estacas – Presa e Pousada; NBR 6122/1996; NBR 6118/2003; Eurocode; Estacas Franki, Gerdau. Prof. Eduardo Thomaz. Complementado em 13/04/2010 Planta Corte longitudinal T T N1 N2 N3 N4 fretagem N1 N2 N3 N3 N4 N5 N5 Corte transversal >50 Barras soldadas Planta Corte longitudinal T T N1 N2 N3 N4 fretagem N1 N2 N3 N3 N4 N5 N5 Corte transversal Armadura suplementar anti-fissuração
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