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FACULDADE DE EDUCAÇÃO E MEIO AMBIENTE Instituto Superior de Educação – ISE/FAEMA TOPOGRAFIA Prof. Silênia Priscila Lemes FACULDADE DE EDUCAÇÃO E MEIO AMBIENTE Instituto Superior de Educação – ISE/FAEMA TOPOGRAFIA UNIDADE 2 – ORIENTAÇÕES E ALINHAMENTO 2.1 – Sistemas de unidade de medida; 2.2 – Medidas de ângulos; 2.3 – Medidas de distâncias; 2.4 – Azimute, rumo e alinhamento; 2.5 – Escalas. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Medida de Distâncias Horizontais (DH) A medida da distância entre dois pontos, em Topografia, corresponde à medida da distância horizontal entre esse dois pontos. Método Direto Método Indireto TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos Baixa precisão - Passo humano - Régua graduada Média precisão - Trenas (lona, aço, fibra de vidro) Alta precisão - Fio invar Classificação dos processos diretos segundo sua precisão TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos Nas medidas lineares, deve-se ter o cuidado de avaliar sempre a projeção horizontal dos pontos considerados. Caso o terreno seja inclinado, a medida deve ser executada com uma das extremidades no ponto mais alto e a outra em um ponto mais baixa, com auxílio de duas (ou mais) balizas. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos Na medição de uma distância, alguns erros devem ser corrigidos, e outros, evitados. ERROS A) Erro no comprimento do diastímetro: corresponde à diferença entre os tamanhos nominal e real da trena. Exemplo 1: Suponha um diastímetro, inicialmente, com valor nominal de 20m. Em uma segunda análise, suponha que foi feita uma aferição (constatação em laboratório) e que sua verdadeira medida seja 19,90m. Neste caso, o usuário pensaria estar medindo 20m, mas, na realidade teria apenas os 19,90m. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS A) Erro no comprimento do diastímetro: corresponde à diferença entre os tamanhos nominal e real da trena. Correção analítica: lr= comprimento real linha C = comprimento da trena aferida lm= comprimento medido com a trena ln= comprimento nominal da trena TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos Exemplo 2: Partindo do exemplo 1, suponha uma distância medida em campo igual 100m (5 trenas). Qual seria a distância real? Exemplo 3: Com o diastímetro anterior, quanto se deve medir no campo para obter a distância real de 100m? ERROS TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS B) Erro de dilatação do diastímetro: Trata-se de um erro desprezível nas medidas das práticas topográficas. Deve ser corrigido em caso de práticas em que se tenha uma diferença grande da temperatura de aferição. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS B) Erro de dilatação do diastímetro (deformação elástica): Trata-se de um erro desprezível nas medidas das práticas topográficas. Deve ser corrigido em caso de práticas em que se tenha uma diferença grande da temperatura de aferição. Exemplo 1: Uma trena de aço com 10 metros é aferida na temperatura de 20ºC. Qual será seu comprimento real quando utilizada a 41ºC? Considerando o coeficiente de dilatação do aço a 12x10-6 TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS C) Erro correspondente a tensão (distensão): Caso seja aplicada uma força superior a da trena aferida, ela se estenderá. O fabricante deverá fornecer a tensão- padrão e o coeficiente de dilatação por metro linear e por quilograma-força de variação. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS OU C) Erro correspondente a tensão (distensão): Exemplo 1: A mesma trena do exemplo anterior tem como tensão-padrão Fo= 8 kgf e com coeficiente de dilatação cf=0,000010 por metro e por quilograma. Qual será seu comprimento real, se for aplicada uma força de 11 kgf? Se for dado o coeficiente de dilatação. Se for dado a A(área) e E(módulo de elasticidade) TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS D) Erro de catenária: Erro cometido devido ao peso do diastímetro. Para evita-lo, deve-se esticar o diastímetro nas extremidades, medir trechos menores ou adotar escoras intermediárias. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS D) Erro de catenária: Erro cometido devido ao peso do diastímetro. Para evita-lo, deve-se esticar o diastímetro nas extremidades, medir trechos menores ou adotar escoras intermediárias. Exemplo 1: No mesmo exemplo anterior, supondo p=0,052Kgf por metro linear, qual será a real medida? Erro de catenária Cálculo da flecha TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS E) Falta de horizontalidade do diastímetro: Os pontos A e B devem ser projetados em um plano horizontal e, caso ocorra uma inclinação do diastímetro, a distância tomada será sempre maior do que a real. Isso deverá ser evitado, por exemplo, com auxílio de uma terceira pessoa verificando a posição do diastímetro. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS E) Falta de horizontalidade do diastímetro: Os pontos A e B sevem ser projetados em um plano horizontal e, caso ocorra uma inclinação do diastímetro, a distância tomada será sempre maior do que a real. Isso deverá ser evitado, por exemplo, com auxílio de uma terceira pessoa verificando a posição do diastímetro. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS E) Falta de horizontalidade do diastímetro Exemplo: Ainda no mesmo exemplo, supondo que, no trabalho de nivelamento geométrico, tenha resultado: Cota de A = 100,00m e cota de B = 98,874m. Calcule a distância horizontal. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS F) Desvio na direção do alinhamento (desvio lateral) É o erro cometido quando o balizamento não é observado com precisão. A extremidade da baliza fica fora do alinhamento. É um erro acumulativo. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS F) Desvio vertical da baliza: colocar-se atrás das balizas, e não lateralmente, em posição errada, o observador não poderá notar a inclinação das balizas para frente e para trás, provocando o maior de todos os erros. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS F) Desvio vertical da baliza: colocar-se atrás das balizas, e não lateralmente, em posição errada, o observador não poderá notar a inclinação das balizas para frente e para trás, provocando o maior de todos os erros. O desvio vertical pode ser evitado, por exemplo, com a utilização de um nível de cantoneira na baliza. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos ERROS G) Enganos: Esse erro acontece pela inabilidade do operador. São citados como erro grosseiro ou engano: posição do zero no diastímetro, erro de leitura, omissão de trenas, anotação errada, etc. Este erro tem de ser evitado. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos Exercícios: 1)Mediu-se a distância entre dois pontos com uma inclinação constante. A distância medida foi de 258,66m, e a diferença de cota entre os pontos é de 14,4m. Qual a distância horizontal entre os pontos? 2)Foi realizada uma medida de “L” metros entre dois pontos, usando uma trena de p=25g/m e força de F=kgf. Qual o efeito da catenária nesse caso? E se a medida original fosse L/2? E se fosse L/4? 3)Uma trena de 30m foi aferida e considerada exata a uma temperatura de 25ºC e tensão de 15kgf. Qual tensão compensaria o efeito de uma temperatura de 5ºC? Considere: p=25g/m; E=2.100.000kgf/cm²; 𝛼=1,2.10-5°C-1 e A=0,025cm² TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Diretos RESUMO TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos O processo de medida é indireto quando a distância é obtida em função da medida de outras grandezas, não havendo, portanto, necessidade de percorrer a distância. Os equipamentos utilizados na medida indireta de distância são, principalmente: Teodolito, nível e/ou estação total. O processo de medida indireta de distância denomina-se TAQUEOMETRIA ou ESTADIMETRIA. É através do retículo ou estádia do teodolito e da réguagraduada que são obtidas as leituras necessárias ao cálculo das distâncias horizontais e verticais. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos • Como indicado na figura abaixo, a estádia do teodolito é composta de: - Três fios estadimétricos horizontais (FS, FM, FI); - Um fio estadimétrico vertical. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos Mira vertical: em sua leitura são lidos quatro algarismos. • Metro – obtido pelos algarismos romanos (I, II, III) ou pela observação acima dos decímetros. • Decímetro – obtido pelos algarismos arábicos (1, 2, 3, etc). • Centímetro – obtido pela graduação existente na mira. Os traços escuros correspondem a um valor par. • Milímetro – estimado visualmente. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 1) Distância horizontal – Visada horizontal; 2) Distância horizontal – Visada inclinada; 3) Distância vertical ou diferença de nível – Visada ascendente; 4) Distância vertical – Visada descendente. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 1) Distância horizontal – Visada (plano) horizontal; Em alguns taqueômetros, a luneta pode coincidir com o centro do instrumento (analática) ou não coincidir (alática). TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 1) Distância horizontal – Visada (plano) horizontal; Em alguns taqueômetros, a luneta pode coincidir com o centro do instrumento (analática) ou não coincidir (alática). Onde: DH = distância horizontal; H ou m = leitura estadimétrica: m=Fs-Fi g = constante do aparelho. Na maioria dos casos é igual a 100. C = constante de Reichembach, assume o valor de 0cm para lunetas analáticas e valores que variam de 25cm a 50cm para lunetas aláticas. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 2) Distância horizontal – Visada Inclinada Neste caso, para visar a régua graduada no ponto Q há necessidade de se inclinar a luneta, para cima ou para baixo, de ângulo (𝛼) em relação ao plano horizontal. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 2) Distância horizontal – Visada Inclinada Neste caso, para visar a régua graduada no ponto Q há necessidade de se inclinar a luneta, para cima ou para baixo, de ângulo (𝛼) em relação ao plano horizontal. Onde: DH = distância horizontal; H ou m = leitura estadimétrica: m=Fs-Fi g = constante do aparelho. Na maioria dos casos é igual a 100. C = constante de Reichembach, assume o valor de 0cm para lunetas analáticas e valores que variam de 25cm a 50cm para lunetas aláticas. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos RESUMO Visada Equações – Distância horizontal Instrumentos analáticos Instrumentos aláticos Horizontal DH = 100.H DH = 100.H+C Inclinada DH=100.H.cos²𝛼 DH=100.H.cos²𝛼+C TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 3) Distância vertical ou diferença de nível – Visada ascendente A figura ilustra a luneta de um teodolito inclinada no sentido ascendente (para cima). Assim, a diferença de nível ou distância vertical entre dois pontos será deduzida da relação: TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 3) Distância vertical ou diferença de nível – Visada ascendente A figura ilustra a luneta de um teodolito inclinada no sentido ascendente (para cima). Assim, a diferença de nível ou distância vertical entre dois pontos será deduzida da relação: - Se DN por positivo (+) significa que o terreno, no sentido da medição, está em Declive. - Se DN for negativo (-) significa que o terreno, no sentido da medição, está em Aclive. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 4) Distância vertical ou diferença de nível – Visada descendente A figura ilustra a luneta de um teodolito inclinada no sentido descendente (para baixo). Assim, a diferença de nível entre dois pontos será deduzida da mesma forma da visada ascendente, porém, com sinais trocados. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 4) Distância vertical ou diferença de nível – Visada descendente A figura ilustra a luneta de um teodolito inclinada no sentido descendente (para baixo). Assim, a diferença de nível entre dois pontos será deduzida da mesma forma da visada ascendente, porém, com sinais trocados. - Se DN por positivo (+) significa que o terreno, no sentido da medição, está em Declive. - Se DN for negativo (-) significa que o terreno, no sentido da medição, está em Aclive. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos Exercícios: 1) De um piquete (A) foi visada uma mira colocada em um outro piquete (B). Foram feitas as seguintes leituras: Fi=0,417m; FM=1,518m; ângulo vertical=5º30’ em visada descendente (A-B); altura do instrumento (A)=1,50m. Calcule a distância horizontal entre os pontos (AB) sabendo- se que a luneta é do tipo analática. 2) Considerando os dados do exercício anterior, calcule a distância vertical ou diferença de nível entre os pontos e determine o sentido de inclinação do terreno. TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 1) Leitura da régua: relativo à leitura errônea dos fios estadimétricos inferior, médio e superior provocados: •a) Pela distância entre o teodolito e a régua (muito longa ou muito curta). •b) Pela falta de capacidade de aproximação da luneta. •c) Pela espessura dos traços do retículo. •d) Pelo meio ambiente (refração atmosférica, ventos, má iluminação). •e) Pela maneira como a régua está dividida e pela variação do seu comprimento. •f) Pela falta de experiência do operador. Os erros cometidos durante a determinação indireta de distâncias podem ser devidos aos seguintes fatores: ERROS NAS MEDIDA INDIRETAS TOPOGRAFIA Medidas de Distância Métodos Indiretos 1) Leitura de régua; 2) Leitura de ângulo; 3) Verticalidade da baliza; 4) Verticalidade da mira; 5) Pontaria; 6) Erro linear de centragem do teodolito; 7) Erro de calagem ou nivelamen to do teodolito Os erros cometidos durante a determinação indireta de distâncias podem ser devidos aos seguintes fatores:
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