Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UBtech- CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO TOPOGRAFIA IGOR DOMINGOS NEVES JÉSSICA MONALISA DOS SANTOS SILVA MARCOS HENRIQUE BATISTA DE SOUSA MARIA ISABEL DA SILVA CLEMENTINO THÚLIO ALEXANDRE DE MEDEIROS GADELHA RELATÓRIO DE LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO JOÃO PESSOA - PB 2019 IGOR DOMINGOS NEVES JÉSSICA MONALISA DOS SANTOS SILVA MARCOS HENRIQUE BATISTA DE SOUSA MARIA ISABEL DA SILVA CLEMENTINO THÚLIO ALEXANDRE DE MEDEIROS GADELHA RELATÓRIO DE LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO Relatório apresentado para o Curso de Arquitetura e Urbanismo da UNIPÊ – Centro Universitário de João Pessoa, para a obtenção parcial da nota da disciplina de Topografia. Prof. Thiago da Silva Almeida JOÃO PESSOA – PB 2019 RESUMO GERAL O Relatório De Levantamento Planimétrico, enfoca na abordagem do conceito, conhecimento e relatos de experiência prática do levantamento planimétrico, que é um dos métodos de levantamento topográfico mais utilizados. Palavras-chave: Planimétrica, topografia, geodesia SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... 4 1.1 Objetivos Gerais ............................................................................................. 4 1.2 Objetivos Específicos ...................................................................................... 5 2. METODOLOGIA ................................................................................................. 6 3. REVISÃO DE LITERATURA .............................................................................. 6 3.1 Revisão De Matemática Básica ...................................................................... 6 Medida de Comprimento (metro) ..................................................... 6 Área de Superfícies Planas ............................................................. 7 Relações Trigonométricas ............................................................... 8 Teorema de Pitágoras ..................................................................... 9 Lei dos Senos .................................................................................. 9 Lei dos Cossenos ............................................................................ 9 Escala .............................................................................................. 9 3.2 Introdução a Topografia ............................................................................. 10 4. LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO ................................................................ 11 4.1 Métodos 11 Levantamento por Caminhamento ................................................. 11 Levantamento por Irradiação ......................................................... 12 4.2 Instrumentos Topográficos ............................................................................ 12 4.3 Erros de Observação .................................................................................. 13 Erros Grosseiros ............................................................................ 14 Erros Sistemáticos ......................................................................... 14 Erros Aleatórios ............................................................................. 14 4.4 Erro de Fechamento Angular ...................................................................... 14 4.5 Novas Tecnologias........................................................................................ 15 5. RELATO DE ESTUDO EM CAMPO ................................................................. 15 5.1 Tabela 17 5.2 Croqui 17 5.3 Desenho no AutoCAD ................................................................................ 18 5.4 Relatório Fotográfico .................................................................................. 18 5.5 Memorial de Cálculo ................................................................................... 20 6. CONCLUSÃO ................................................................................................... 22 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 23 4 1. INTRODUÇÃO O levantamento planimétrico, ou planimétrica, consiste basicamente na obtenção de ângulos e distâncias horizontais para se determinar as projeções dos pontos do terreno e sua representação no plano horizontal, sem levar em consideração o relevo do terreno. Tem como objetivo determinar as dimensões reais do terreno, ângulos, áreas, limites. Os levantamentos devem obedecer a critérios, como o tamanho da área, relevo, precisão requerida pelo projeto e seguir etapas. É feito um reconhecimento do terreno, após esse reconhecimento, é feito o levantamento da poligonal. Em seguida, o levantamento das feições planimétricas e, a cada dado coletado, é feito um preenchimento da caderneta. Após tê-la pronta, faz-se um desenho da planta baixa do terreno e um memorial descritivo. Um levantamento pode ser realizado através de diversos métodos, sendo eles por caminhamento, por irradiação, por coordenadas ou por interseção. É de grande importância, tanto para o arquiteto, quanto para o engenheiro, que seja feito o levantamento, pois sem ele, não será possível projetar as estruturas e fundações do edifício corretamente, bem como encontrar a melhor solução em casos de terrenos não planos. O método utilizado neste caso, foi o da irradiação, por ser uma área pequena, onde todos os pontos da poligonal podem ser vistos. Os instrumentos utilizados foram o teodolito, a trena, para a obtenção de medidas de distância, a baliza, que serviu de mira para o teodolito, e o nível de cantoneira, que garantiu que a baliza estivesse na posição vertical. 1.1 Objetivos Gerais Obter valores que possibilitem a formação de um gráfico ou desenho com todos os dados de sua localidade, seja tamanho, distância e seus ângulos presentes em cada ponto. Assim possibilitando um estudo topográfico completo e análise do terreno estudado; Fazer uma análise detalhada com padrões do terreno, sempre mantendo o nivelamento correto para ter resultados que possibilitem todos os cálculos necessários e assim montar o desenho de estudo; 5 Determinar o valor da visada de cada ponto, sua distância do ponto de origem (teodolito) e determinar seus ângulos de alinhamento usando o método de irradiação com os instrumentos presentes; Estudar a função de cada instrumento utilizado na obra e assim entender e desenvolver um conhecimento amplo da atividade topográfica nas diversas obras. 1.2 Objetivos Específicos Determinar o valor dos ângulos e suas distâncias dos pontos, identificando-os (exemplo: PO, P1, P2, P3, P4 e P5); Analisar todos os elementos julgados necessários na representação e obstáculos presentes no terreno, sejam eles árvores ou caixas de esgoto, os considerando também como pontos da área estudada; Calcular o nivelamento completo de todo o terreno usando o método de irradiação usando os instrumentos fornecidos e os conhecimentos aplicados em sala de aula; Criar um gráfico com todos os dados e valores encontrados na aula de campo, como forma de demonstração de conhecimento adquirido nas aulas. 6 2. METODOLOGIA Durante as aulas teóricas tivemos abordagens da matemática básica afim de que recordássemos os princípios e teorias fundamentaisexigidas para o experimento topográfico, também foram utilizamos exercícios topográficos para o conhecimento das normas e passos da planimetria, principalmente o preenchimento de planilhas seguindo o método do caminhamento e irradiação, principais métodos do levantamento topográfico planimétrico. Após termos um conhecimento maduro da ciência topografica e uma noção geral dos métodos, cálculos necessários e forma de representação, fizemos um experimento prático utilizando um pequeno terreno localizado na faculdade, cujo todos o seu percurso era visível e de fácil acesso, proporcionado o uso mais viável do método da irradiação para obtermos as informações topográficas do lugar, utilizamos equipamentos comumente utilizados por topógrafos profissionais, aprendemos a manipular o teodolito (instrumento eletrônico, principal equipamento para a obtenção de dados topográficos com precisão), assim como todos os outros instrumentos auxiliares; fizemos o preenchimento da planilha com todos os dados coletados, os cálculos e a representação gráfica do terreno, dados esses, contidos nesse relatório. 3. REVISÃO DE LITERATURA 3.1 Revisão De Matemática Básica Neste capítulo é realizada uma revisão de unidades e trigonometria, necessária para o estudo dos próximos temas a serem abordados. Medida de Comprimento (metro) A origem do metro ocorreu em 1791 quando a Academia de Ciências de Paris o definiu como unidade padrão de comprimento. Sua dimensão era representada por 1/10.000.000 de um arco de meridiano da Terra. Em 1983, a Conferência Geral de Pesos e Medidas estabeleceu a definição atual do “metro” como a distância percorrida pela luz no vácuo durante o intervalo de tempo de 1/299.792.458 s. 7 O metro é uma unidade básica para a representação de medidas de comprimento no sistema internacional (SI). Tabela 1.1 - Tabela de Prefixos 1 hectare (ha) = 10.000 m² 1 alqueire paulista =24.200 m² 1 acre = 4.046,86 m² Área de Superfícies Planas O cálculo de áreas das supercilies embasa o cálculo topográfico conforme a análise da geometria do terreno. Vejamos a seguir as figuras planas mais comuns em experimentos topográficos planimétricos e suas respectivas formulas de cálculo de área. Figura 1 – Área do retângulo Figura 2 – Área do triângulo 8 Figura 4 – Área do trapézio Relações Trigonométricas A trigonometria teve origem na Grécia, em virtude dos estudos das relações métricas entre os lados e os ângulos de um triângulo, provavelmente com o objetivo de resolver problemas de navegação, Agrimensura e Astronomia. A soma dos ângulos internos de um triângulo é igual a 180°. A partir da figura 5 podem ser estabelecidas as seguintes relações: 𝑠𝑒𝑛 𝛼 = 𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑂𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 (𝑐) 𝐻𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 (𝑎) 𝑐𝑜𝑠 𝛼 = 𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝐴𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑏) 𝐻𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 (𝑎) 𝑡𝑔 𝛼 = 𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑂𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 (𝑐) 𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝐴𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑏) Figura 3 – Área do círculo Figura 5 - Triângulo Retângulo 9 Teorema de Pitágoras “O quadrado do comprimento da hipotenusa é igual a soma dos quadrados dos comprimentos dos catetos.” 𝑎2 = 𝑏2 + 𝑐² Lei dos Senos “Num triângulo qualquer a razão entre cada lado e o seno do ângulo oposto é constante e igual ao diâmetro da circunferência circunscrita”. 𝑎 𝑠𝑒𝑛𝐴 = 𝑏 𝑆𝑒𝑛𝐵 = 𝑐 𝑠𝑒𝑛𝐶 Lei dos Cossenos “Num triângulo qualquer, o quadrado da medida de um lado é igual à soma dos quadrados das medidas dos outros dois, menos o dobro do produto das medidas dos dois lados pelo cosseno do ângulo que eles formam”. 𝑎2 = 𝑏2 + 𝑐2 − 2. 𝑏. 𝑐. 𝑐𝑜𝑠𝐴 Escala É comum em levantamentos topográficos a necessidade de representar no papel certa porção da superfície terrestre. Para que isto seja possível, teremos que representar as feições levantadas em uma escala adequada para os fins do projeto. De forma simples, podemos definir escala com sendo a relação entre o valor de uma Figura 6 - Triângulo retângulo 10 distância medida no desenho e sua correspondente no terreno, deve-se ter o cuidado de transformar as distâncias para a mesma unidade, assim, quanto maior o denominador, menor será a escala. 𝐸 = 𝑑 𝐷 = 1 𝑁 É comum medir-se uma área em um desenho e calcular-se sua correspondente no terreno, para isso utilizamos a seguinte formula: 𝐴𝑇 = 𝐴𝑑 . 𝑁² 3.2 Introdução a Topografia No princípio a representação do espaço baseava-se na observação e descrição do meio; com o tempo surgiram técnicas e equipamentos de medição que facilitaram a obtenção de dados para posterior representação, consequentemente a partir da racionalização dos dados e aperfeiçoamento da utilização dos instrumentos para descrever e representar o espaço, deu-se o surgimento da topografia. A palavra “topografia” deriva das palavras gregas “topos”, que significa lugar e “graphen”, que significa descrição, assim podemos dizer que o significado da palavra topografia significa descrição do lugar. A topografia pode ser entendida como parte da geodesia, ciência que tem por objetivo determinar a forma e dimensões da terra, é a base inicial para ar realização de qualquer projeto arquitetônico e urbanístico, trabalha-se com medidas (lineares e angulares) realizadas sobre a superfície da terra para apresentar em uma planta detalhada e precisa, todas as variações de uma superfície, áreas, volumes e coordenadas, a identificação dos limites das propriedades e detalhes como: vegetação, vales, córregos, cercos, edificações, rochas e outros. E = escala N = denominador da escala d = distância do desenho D = distância do terreno Legenda 1 AT = área do terreno Ad = área do desenho N = fator de escala Legenda 2 11 4. LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO Consiste na obtenção de ângulos e distâncias horizontais para se determinar as projeções dos pontos do terreno sobre o plano topográfico, atua no plano horizontal, sem levar em consideração o relevo da terra. Auxilia em um projeto Arquitetônico e Urbanístico em determinar a situação de detalhes existentes na configuração do terreno, como as dimensões reais do terreno, ângulos, áreas, limites e confrontantes, conferência e regularização do formato e a localização do imóvel. 4.1 Métodos Os métodos que podem ser utilizados no levantamento planimétrico são: Levantamento por Caminhamento, Levantamento por Irradiação, Levantamento por Coordenadas, Levantamento por Interseção. Sendo os principais: Levantamento por Caminhamento Utilizado no levantamento de superfícies relativamente grandes e de relevo acidentado. Requer uma grande quantidade de medidas. Consiste em percorrer o polígono definido por uma série de pontos, medindo-se todos os ângulos, lados e tudo isso a partir de uma orientação inicial. As poligonais podem ser abertas (alinhamento do eixo de estradas ou adutoras)[figura 7] ou fechadas (levantamento de áreas)[figura 8]. Figura 8 - Poligonal fechada As poligonais abertas se classificam em poligonal apoiada e poligonal não- apoiada. A poligonal apoiada parte de um ponto de coordenada conhecida e chega a um ponto também conhecido. Permite a verificação do erro de fechamento angular e Figura 7 - Poligonal aberta 12 linear; a poligonal não-apoiada parte de um ponto com coordenadas conhecidase acaba em um ponto desconhecido. Não é possível determinar erros de fechamento. Já a poligonal fechada parte de um ponto com coordenadas conhecidas e retorna ao mesmo ponto. Sua principal vantagem é permitir a verificação de erro de fechamento angular e linear. Importante entender que “Azimute” é o ângulo horizontal medido e “Zênite” é definido como o ângulo vertical. Para a medição azimutes são importantes também a definição de pontos chamados de “ré” e “vante”, esses pontos são visados pela estação total e através deles é realizado o cálculo dos ângulos e as devidas medições. O ponto de vante é o primeiro encontrado no plano a partir do Norte e o ré está logo depois, estando entre eles o ângulo. Levantamento por Irradiação Conhecido como método da Decomposição em Triângulos ou das Coordenadas Polares. É empregado na avaliação de pequenas áreas que são relativamente planas, proporcionando assim, uma visão de todos os pontos. Uma vez demarcado o contorno, consiste em: localizar estrategicamente um ponto P dentro ou fora da superfície demarcada de onde se possa ver todos os pontos, deste ponto P são medidos as distâncias e os ângulos. 4.2 Instrumentos Topográficos TEODOLITO: Aparelho topográfico que se destina fundamentalmente a medir ângulos horizontais, mas, pode também obter distâncias horizontais e verticais por taqueométrica. O teodolito (figura 10) pode ser classificado em duas categorias básicas: os de projeto americano e os de leituras ópticas. Figura 9: Método de irradiação 13 DIASTÍMETROS: dispositivos utilizados para obtenção de medidas diretas de distâncias. PIQUETES: utilizados para marcar os extremos do alinhamento a ser medido. ESTACAS “TESTEMUNHAS”: São cravadas próximas ao piquete e são utilizadas como testemunhas da posição do piquete. BALIZA: São utilizadas para servir de mira de algum ponto topográfico ou para manter o alinhamento na medição entre pontos quando há necessidade de se executar vários lances. NÍVEL DE CANTONEIRA: Equipamento que permite segurar a baliza na posição vertical. 4.2 4.3 Erros de Observação As informações coletadas no levantamento topográfico podem inevitavelmente estarem afetadas por erros, como erros cometidos por: Condições ambientais: causados por vento, temperatura, etc. Exemplo: deformação da treva pelo vento e temperatura. Instrumentais: causados por erros de fabricação no instrumento, podem ser evitadas fazendo-se uma verificação dos equipamentos antes do seu uso e uma calibração regular da trena em laboratório. Pessoais: causados por falha humanas, como falta de atenção ou interpretação equivocada do funcionamento/uso dos materiais. Erros causados por esses fatores podem ser classificados em erros grosseiros, erros sistemáticos e erros aleatórios. Figura 14 - Teodolito Figura 11 - Baliza Figura 13 - Diastrímetro Figura 12 – Piquete e estaca-testemunha Figura 10 – Nível de cantoneira 14 Erros Grosseiros São erros causados por engano na medição, leitura errada nos instrumentos, identificação de alvo, etc., normalmente relacionados com a desatenção do observador, engano ou uma falha no equipamento. A repetição na leitura é uma forma evitar esses erros. Exemplos: leitura errada do sistema métrico da trena, confusão na anotação dos grandes números. Erros Sistemáticos São aqueles erros cuja magnitude e sinal algébrico podem ser determinados, seguindo leis matemáticas ou físicas. Por serem erros conhecidos, podem ser evitados através de técnicas de observação ou eliminados mediante a aplicação de fórmulas específicas. Exemplos: Interferência da temperatura ou pressão local no teodolito, ou dilatação da trena causada por esses mesmos fatores. Erros Aleatórios São aqueles que permanecem após os erros anteriores terem sido eliminados. São erros que não seguem nenhum tipo de lei e ora ocorrem num sentido ora noutro, tendendo a se neutralizar quando o número de observações é grande. 4.4 Erro de Fechamento Angular Uma vez que a poligonal forma um polígono fechado é possível verificar se houve algum erro na medição dos ângulos. Em um polígono qualquer, o somatório dos ângulos externos deverá ser igual a: Somatório dos ângulos medidos = (n + 2) × 180º * n é o número de estações da poligonal Para ângulos internos o somatório dos mesmos deverá ser igual ao número de estações menos dois, multiplicado por 180º Este erro terá que ser menor que a tolerância angular (εa), que pode ser entendida como o erro angular máximo aceitável nas medições. Se o erro cometido for menor que o erro aceitável, deve-se realizar uma distribuição do erro cometido 15 entre as estações e somente depois realizar o cálculo dos azimutes. É comum encontrar a seguinte equação para o cálculo da tolerância angular: 𝜀𝑎 = 𝑝 . √𝑚 Onde m é o número de ângulos medidos na poligonal e p é precisão nominal do equipamento de medição angular. Em uma poligonal fechada o número de estações é igual ao número de ângulos medidos, portanto, m = n. Caso o erro cometido seja maior que o erro tolerável é necessário refazer as medições angulares. 4.5 Novas Tecnologias Busca-se aperfeiçoar os métodos de levantamento planimétrico, afim de que melhore a precisão dos dados, a velocidade e a facilitação no processo de cálculo de dados. Um dos métodos é a utilização do Laser Scanner Terrestre e do Drone. Enquanto o Drone captura imagens aéreas de alta definição, o sistema de Laser Scanner permitiu a visualização em 3D e análise da estrutura, muito utilizado em situações cuja o formato do solo é complexo, como áreas que sofreram erosões, escotas, nivelamento íngreme, etc. Isso confere extraordinária velocidade, precisão e segurança. A partir dessa tecnologia, o objeto escaneado pode ser visualizado em um software de manipulação de nuvens de pontos e, a partir desses pontos, modelado e exportado para um sistema CAD. 5. RELATO DE ESTUDO EM CAMPO A aula de campo realizada no dia 09/09/2019 teve como objetivo além da aplicação dos conhecimentos usados em sala de aula sobre nivelamento planimétrico, exercitar e realizar um exemplo prático das atividades usadas em obras para análise do terreno, através do nivelamento juntamente com as medidas estudadas da localização designada. Para realizar a planimétria do terreno, usamos o método de irradiação. Para o estudo de planimetria e aplicação em tempo real e prática, utilizamos conceitos básicos de topografias e suas aplicações; como o método de irradiação, já 16 que o terreno estudado possui uma área pequena, assim tal método possibilita um uso amplo de suas aplicações, possui uma grande precisão além do fácil manuseio dos instrumentos e rapidez. Tivemos como instrumentos de uso o teodolito juntamente com seu tripé que foi colocado em um determinado ponto que permitia medir a distância dos pontos visados e uma ampla varredura do terreno , tendo seu valor zerado em relação à origem e a partir de então se obter os valores dos demais pontos .O nivelamento e um dos fatores mais importantes para chegar a resultados satisfatórios e que coincidam com o terreno , logo assim garantindo o valor correto das visadas em cada ponto. Como o terreno não é plano e necessário para se ter um nivelamento correto analisamos a posição pela bolha de ar presente nas ferramentas utilizadas juntamente com a baliza para marcar seus pontos em cada poligonal além de outros elementos que podem estar presentes na localidade (como arvores, caixas de esgoto, dentre os demais).A determinação de valores foi feita através da luneta e a mira pelo colimador presente no teodolito, que possibilitou uma maior precisão de resultados encontrados em cada ponto. Visando os valores encontrados e assim marcando os resultados obtidos em uma tabela. Logo após determinar corretamente a visada, o próximo passo foi medir a distância de cada alinhamento. Após conseguir todos os dados necessários conseguimos materializar sua forma e assim criar um desenho ou gráfico do respectivo terreno, com sua era completa e elementos que fazem parte dele. 17 5.1 Tabela Tabela 2 5.2 Croqui 18 5.3 Desenho no AutoCAD 5.4 Relatório Fotográfico 19 20 5.5 Memorial de Cálculo 21 22 6. CONCLUSÃO Concluímos que com essa experiência nós melhoramos bastante nossos conhecimentos topográficos, pois na prática o aprendizado é mais eficaz que sobre a parte teórica estudada em sala de aula. Esse conhecimento será bastante importante em nossas vidas profissionais, pois nos deu confiança para fazermos nossos próprios projetos topográficos e nos fez entender que para todo bom projeto arquitetônico, deve ter uma base topográfica e que conhecimento topográfico ajudam a não inviabilizar financeiramente uma obra. 23 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Luis Augusto Koenig Veiga, Maria Aparecida Zehnpfennig Zanetti, Pedro Luis Faggion, FUNDAMENTOS DE TOPOGRAFIA. 2012.
Compartilhar