PROJETO ESTRUTURAL - DIMENSIONAMENTO DE CAIXA DE AGUA (PDF)

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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
 
UNIVERSIDADE DE FORTALEZA - UNIFOR 
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
BRUNO DA SILVA SALES - 1920494/4 
PAULO VICTOR CARNEIRO ARAUJO - 1510121/X 
 
 
 
 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE CAIXA D’ ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORTLAEZA 
2020 
 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 3 
2 DIMENSIONAMENTO DA CAIXA D’ÁGUA ...................................................... 4 
2.1 DIMENSIONAMENTO DO VOLUME DE ÁGUA ....................................... 4 
2.2 DIMENSIONAMENTO DAS PAREDES DA CAIXA D’ÁGUA ................... 7 
2.2.1 1º Hipótese – Vigas Engastadas .................................................................... 8 
2.2.2 2º Hipótese - Laje ........................................................................................ 13 
2.3 DIMENSIONAMENTO DO FUNDO DA CAIXA D’ÁGUA ....................... 15 
3 PROCESSO DE DETALHAMENTO .................................................................... 16 
4 EXEMPLOS DE PROJETOS EXECUTADOS ..................................................... 20 
5 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 25 
6 REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
1 INTRODUÇÃO 
 
A água é um recurso natural indispensável à vida, nas mais diversas atividades 
rotineiras, desde o consumo próprio indo ao uso nas necessidades de higienização além a 
lavagem de utensílios. Pode se afirmar que sem a existência da água em seu estado físico 
líquido a vida na terra como se conhece não existiria (LEAL, 1988). 
 Tendo conhecimento da importância da água de forma geral, paralelamente a isso 
sabendo que em temperatura ambiente que está em torno de 25°C, tal líquido se encontra 
presente em seu estado líquido. Existe a necessidade de construir reservatórios capazes de 
armazenar a água para o consumo humano. Tais reservatórios são chamados de caixa de água 
e tem por função além do armazenamento de água, garantir a estanqueidade do líquido 
armazenado, garantir uma vazão de saída, fornecer água a uma alta pressão e garantir o 
abastecimento caso falte água no sistema público (LEAL, 1988). 
 Por sua vez a caixa de água pode ser construída de diferentes materiais, como: fibra de 
vidro, polietileno, fibrocimento com amianto, metálica (inox) e concreto armado, que será o 
foco do presente estudo. 
 Torna-se imprescindível desenvolver o projeto estrutural de uma caixa de água 
produzida em concreto armado, em detrimento das cargas que atuam sobre a mesma e que, 
portanto devem ser determinadas para correto dimensionamento, evitando assim gastos 
desnecessários com superdimensionamento, ou no pior das situações o subdimensionamento 
(GUERRIN, 2003). 
 A caixa de água de concreto tem como função principal armazenar grande volume de 
água em seu interior. Este tipo de caixa de água é recomendado para empresas que demandam 
de grande distribuição de água para diversos usos. 
A caixa d’água de concreto é uma estrutura extremamente indicada para quem deseja 
armazenar um grande volume de água, fugindo da normatização de caixas pré-fabricadas de 
outros materiais. A construção é extremamente robusta e não demanda de muitos custos de 
manutenção a depender do seu correto dimensionamento e execução. Além disso, o concreto 
apresenta vantagens em relação a estruturas metálicas e outros materiais, visto que o metal 
precisa de cuidados específicos para não enferrujar. 
Para o desenvolvimento dessa estrutura é necessário contratar o serviço de uma 
empresa especializada e tradicional com histórico de bons serviços realizados, tanto para o 
desenvolvimento do projeto estrutural quanto para a sua execução. A atividade de 
profissionais assegura um serviço bem executado (GUERRIN, 2003). 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
2 DIMENSIONAMENTO DA CAIXA D’ÁGUA 
 
2.1 DIMENSIONAMENTO DO VOLUME DE ÁGUA 
 
O reservatório (caixa de água) faz parte do sistema de água fria, que por sua vez 
obedece a requisitos e exigência da norma de instalação de água fria NBR 5626:1998. Antes 
de dar início ao processo de dimensionamento da estrutura da caixa de água, faz-se necessário 
conhecer as cargas que atuam sobre a mesma advinda da massa água contida no reservatório. 
 Sabendo disto torna-se necessário previamente dimensionar o volume de água que o 
reservatório (caixa de água) terá de armazenar. O primeiro passo é a coleta de informações 
com relação ao tipo de abastecimento se o mesmo será público ou privado. De posse desta 
informação faz-se necessário conhecer o sistema de abastecimento implantado na edificação, 
sendo classificados em direto, indireto e misto. Sendo direto quando os pontos de utilização 
são abastecidos diretamente pela rede de abastecimento de água, indireto ou também 
conhecidos como sistema de abastecimento por gravidade ocorre quando se utiliza 
reservatórios, por fim o misto é caracterizado pela mistura do direto com indireto. Depois de 
realizada a coleta de informações é necessária calcular o consumo diário de uma edificação 
(CD) NBR 5626:1998. Para determinar o consumo diário em litros por dia, é precisar saber a 
população da edificação (p) que está relacionada com a natureza do local como pode ser 
observado na Figura 1 a seguir. 
 
Figura 1 – Determinação da população a depende do uso da edificação 
 
Fonte: Creder, 1991. 
 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
Sendo necessário conhecer também o consumo per capita em litros por dia (q), que por 
sua vez também depende do tipo de utilização que será dada a edificação, variando 
diretamente com o uso do ambiente NBR 5626:1998. A Figura 2 a seguir mostra o consumo 
per capita a depende da finalidade da ocupação. 
 
Figura 2 – Determinação do consumo per capita a depende do uso da edificação 
 
Fonte: Creder, 1991. 
 
A equação para cálculo do consumo diário de uma edificação pode ser observada 
conforme expresso na equação a seguir. 
 
𝐶𝐷 = 𝑝 ∗ 𝑞 
 
Por fim calcula-se a capacidade do reservatório (CR), multiplica-se o consumo diário 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
da edificação pelo número de dias abastecido. Segundo a norma NBR 5626:1998 todo 
reservatório de água deve ser dimensionado para no mínimo dois dias de abastecimento no 
caso de racionamento de água. A equação da capacidade do reservatório pode ser observada 
na expressão a seguir. 
 
𝐶𝑅 = 𝐶𝐷 ∗ 𝑛 (𝑑𝑖𝑎𝑠) 
 
A partir da capacidade do reservatório, faz-se necessário verificar se é necessário o uso 
de reservatório inferior. Vale lembrar que essa situação somente é necessária para edificações 
com três ou mais pavimentos, decorrente da pressão da rede de abastecimento não ser 
suficiente para abastecer os pontos de água fria em pavimentos cuja altura seja superior a 
nove metros. Nesse caso a norma recomenda que o reservatório seja dividido em dois, sendo 
um reservatório inferior e um superior. Em que o reservatório inferior possui 60% da 
capacidade total, enquanto o reservatório superior possui os 40% restante do volume e água, 
sendo necessária a alimentação do mesmo com o uso de bombas (FREITAS, 2007). 
 
Figura 3 – Reservatório elevados (Apoiados sobre pilares) 
 
Fonte: Freitas (2007). 
 
 
 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
Figura 4 – Reservatório enterrado (Apoiados diretamente sobre o solo) 
 
Fonte: Freitas (2007). 
 
2.2 DIMENSIONAMENTO DAS PAREDES DA CAIXA D’ÁGUA 
 
Como apresentado anteriormente às caixas de água podem ser suspensas para o caso de 
caixasde água superiores ou então aterradas para o caso das caixas de água inferiores, esta 
última por sua vez funciona de forma muito similar as piscinas. 
 As caixas de água de modo geral são formadas por quatros faces (paredes), em que 
cada uma destas faces trabalha como um muro de arrimo, que vão segurar tanto o empuxo 
advindo da água, quando o empuxo de solo a depender se a mesma estiver aterrada ou não. 
Possuindo em seu fundo uma laje que pode esta apoiada no solo ou então suspensa em vigas 
ou pilares (HANAI, 1977). 
No caso especifico de caixa de água aterrada, se o peso do solo retirado para execução 
do reservatório inferior for superior ou igual ao peso da água somado a estrutura de concreto 
armado, pode realizar a estrutura sem se preocupar com o aspecto geotécnico, visto que não 
estará sendo aumentada a tensão efetiva ao qual o solo está sendo solicitado. Caso contrário 
será necessário verificar se a tensão admissível é igual ou superior a tensão solicitante e 
realizar o dimensionamento da fundação (COSTA, 1988). 
 Assim como no dimensionamento de piscinas, as caixas de água podem ser 
consideradas como uma composição de paredes laterais e frontais, somada a uma laje de 
fundo. As paredes por sua vez podem ser consideradas como placas (lajes) desde que a 
relação A/B e A/C estejam contidas dentro do intervalo que vai de 0,5 até 2 (COSTA, 1988). 
 As paredes da caixa de água podem ser consideradas como uma laje ou viga a 
depender do valor obtido em uma dada relação. Caso a relação A/C da parede (altura/ 
comprimento) e A/B (altura/largura) ambas estiverem entre o valor de 0,5 até 2, pode-se 
considerar que a parede atua como uma placa, ou melhor dizendo uma laje, sendo o seu 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
dimensionamento realizado com as teorias de laje. Caso o resultado da relação A/C e B/C seja 
um valor menor do que 0,5 ou maior que 2, a parede deve ser dimensionada como uma viga 
em balanço, visto que apenas a região inferior da parede encontra se engastada estando sua 
outra extremidade livre. Enquanto que o fundo da caixa de água encontra-se engastado em 
todas as suas extremidades (COSTA, 1988). 
 As ações a serem consideradas no fundo caixa de água, são basicamente decorrentes 
das ações gravitacionais da água, o peso próprio da estrutura, os empuxos horizontais 
advindos tanto do volume de água quanto da terra e a reação do solo. Enquanto que nas 
paredes atuam apenas os empuxos de água e de terra. 
 Para dar início ao dimensionamento da caixa de água, faz-se necessário possuir alguns 
dados de projeto, sendo estes: resistência característica a compressão do concreto, resistência 
característica do aço, valor de cobrimento, densidade do solo e empuxo ativo do solo. 
 
Figura 5 – Determinação do modelo de dimensionamento e comportamento das paredes 
(VIGA / LAJE) 
 
Fonte: Autor (2020). 
 
 
 
2.2.1 1º Hipótese – Vigas Engastadas 
 
Supondo a hipótese que as relações A/B e A/C indicaram que se trata de uma viga em 
balanço, faz-se necessário calcular os momentos fletores advindos do empuxo de água e do 
solo. 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
 Inicialmente foi demonstrado o método de cálculo do momento fletor gerado devido 
ao empuxo causado pela água. Levando-se em consideração que a coluna de água na caixa de 
água atua com um carregamento triangular ascendente medida que a profundidade aumenta o 
longo da caixa de água, conforme mostrado na Figura 6 a seguir. 
 
• Momento fletor devido ao empuxo da água 
 
Figura 6 – Determinação do momento fletor gerado pela coluna de água 
 
Fonte: Autor (2020). 
 
Para se determinar o momento fletor, que depende unicamente do braço de alavanca que 
está relacionada com a altura da coluna de água e do empuxo causado pela mesma, esta última 
depende de algumas variáveis a mais, como a densidade da água e também do coeficiente de 
empuxo ativo. As equações para determinação do momento fletor podem ser observados a 
seguir. 
 
𝑀á𝑔𝑢𝑎 = 𝐸á𝑔𝑢𝑎 ∗ (
𝐻
3
) 
 
𝐸á𝑔𝑢𝑎 = 𝑦 ∗ 𝑘 ∗ 𝐻 ∗ (
𝐻
2
) 
 
Onde: 
Mágua = Momento fletor gerado pela carga de água 
Eágua = Empuxo ativo 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
H = Altura da coluna de água 
y = Densidade de água (1.000 kgf/m³) 
k = coeficiente empuxo ativo da água (água = 1) 
 
• Momento fletor devido ao esforço de solo 
 
Para o caso especifico de caixa de água inferior se a mesma venha a ser aterrada, ou 
seja, edificada abaixo do nível do terreno natural de modo que suas paredes estejam em 
contato total ou parcial com as camadas de solo. Como consequências do local de 
assentamento da caixa de água atuam sobre a mesma os empuxos gerados pelas camadas de 
solo em contato com a parede que causaram momentos fletores em torno da parede da caixa 
de água conforme mostrado na Figura 7. De modo similar a coluna de água as camadas de 
solo em contato com a parede da caixa de água geram um carregamento triangular ao longo a 
parede da caixa de água que tem o seu valor ascendente a mesma que se aprofunda. A 
metodologia para a determinação do momento fletor gerado pelo solo sobre a parede é a 
mesma apresentada para com relação ao momento gerado pela coluna de água, se 
diferenciando apenas pelos valores das incógnitas utilizadas na determinação, tais como a 
densidade que vária de acordo com o material e também o coeficiente de empuxo ativo, que 
deverá ser utilizado o do solo. 
 
Figura 7 – Determinação do momento fletor gerado pela coluna pelo solo 
 
Fonte: Autor (2020). 
 
 
𝑀𝑠𝑜𝑙𝑜 = 𝐸𝑠𝑜𝑙𝑜 ∗ (
𝐻
3
) 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
𝐸𝑠𝑜𝑙𝑜 = 𝑦 ∗ 𝑘 ∗ 𝐻 ∗ (
𝐻
2
) 
 
Onde: 
Msolo = Momento fletor gerado pela carga de água 
Esolo = Empuxo ativo 
H = Altura 
y = Densidade do solo 
k = coeficiente de empuxo ativo do solo 
 
• Considerações de cálculo 
 
Existem três considerações de cálculo do momento característico para as paredes da 
caixa de água, sendo estas: a primeira possibilidade de cálculo se caracteriza para o caso da 
caixa de água aterrada, em que suas paredes laterais estão em contato com o solo, sendo 
considerado que não existe qualquer volume de água em seu interior, ou seja, estará atuando 
apenas o empuxo e consequentemente momento devido ao solo. O segundo caso se 
caracteriza pela atuação unicamente do momento fletor causado pelo empuxo da água, que se 
aplica e se apresenta em sua forma mais intensa quando a caixa de água se encontra 
totalmente cheia. Por fim o último caso ocorre quando atua tanto o solo quanto a água, 
gerando cada um o seu respectivo empuxo e por consequência momento fletor, este último 
por sua vez geram momentos que tentam combater um ao outro, visto que são contrários 
consequenciando uma atenuação do momento resultante, em detrimento deste fato este último 
momento é inferior ao dos dois casos anteriores (COSTA, 1988). 
 
Figura 8 – Caso de carregamento da parede da caixa d’água 
 
Fonte: Autor (2020). 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
 
A partir da avaliação dos momentos quer atuam sobre a parede da caixa de água, deve-
se considerar o caso em que o momento resultado seja o maior de modo que a parede da caixa 
de água seja dimensionada para a pior situação possível. O momento utilizado também é 
conhecido como momento característico e será majorado pelo fator de segurança do concreto 
de 1,4, em que o resultado é o momento de design NBR 6118:2014. 
 
𝑀𝑑 = 𝑀𝑘 𝑦𝑐 
 
 Em posse do valor do momento de design e de algumas características geométricas da 
parede da caixa de água, como a altura útil e a largura da mesma, além da resistência de 
design do concreto é possível determinar o coeficiente KMD, conforme mostrado na equação 
a seguir. 
 
𝐾𝑀𝐷 =
𝑀𝑑
𝑏𝑤𝑑2𝑓𝑐𝑑
 
 
Onde: 
KMD = Coeficiente 
Md= Momento de design 
Mk = Momento característico 
yc = Coeficiente de majoração doconcreto 
bw = Largura da parede 
d = Altura útil 
fcd= Resistência de design do concreto 
 
Com o uso da tabela do KMD e possível se encontrarem o valor do Kz para ser possível 
determinar a área de aço necessária. 
 
𝐴𝑠 =
𝑀𝑑
𝐾𝑍 𝑑 𝑓𝑠
 
 
Onde: 
As = Área de aço da seção transversal 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
Kz = Coeficiente 
fs = Resistência de design (projeto) do aço 
 
2.2.2 2º Hipótese - Laje 
 
A segunda hipótese de dimensionamento das paredes da caixa de água, onde as mesmas 
são tidas como lajes, mediante os resultados das relações A/C e B/C, ambas gerarem 
resultados inferiores a 0,5 ou maiores do que 2. A metodologia para determinar as dimensões 
e a área de aço das paredes utilizada foi baseada na teoria de grelhas, também conhecida por 
ser idealizada por Marcus. 
 Tal metodologia afirma que sendo Lx à menor dimensão da laje, Ly a maior dimensão 
da laje. Existem aos todos seis casos de arranjos das disposições de tipo de apoio (ancoragem) 
entre as lajes. Sendo o tracejado uma representação de engaste, a linha sendo uma 
representação de apoio simples e por fim o pontilhado a representação de livre (sem 
vinculação). A depender do caso em que o arranjo entre os apoios da laje estivem, existem 
diferente equações tabeladas para os cálculos dos momentos Mx e My (BASTOS, 2007). 
 
Figura 9 – Alguns dos casos de disposição de apoios para cálculo de lajes em cruz 
(Marcus) 
 
Fonte: Bastos (2007). 
 
Calculam-se os momentos fletores como para uma viga de largura unitária, segundo a 
direção do vão menor conforme exposto na Figura 10 a seguir. 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
 
Figura 10 – Cálculo do momento fletor da laje em uma direção 
 
Fonte: Bastos (2007). 
 
O momento fletor estará em kNm/m, indicando que é o momento resultante em uma 
faixa de largura igual a 1 m. 
 
Figura 11 – Fórmulas tabeladas para cálculo do momento fletor correspondente aos 
quatro casos 
 
Fonte: Bastos (2007). 
 
 A partir dos valores dos momentos fletores na direção X e Y é possível determinar a 
área de aço correspondente se utilizando das equações a seguir. 
 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
𝐴𝑠,𝑥 =
𝑀𝑥
0,85 𝑑 𝑓𝑦,𝑑
 
 
𝐴𝑠,𝑦 =
𝑀𝑦
0,85 𝑑 𝑓𝑦,𝑑
 
 
2.3 DIMENSIONAMENTO DO FUNDO DA CAIXA D’ÁGUA 
 
Antes de realizar o dimensionamento do fundo da caixa de água, torna-se importante 
conhecer os carregamentos que atuam sobre a mesma. A parede por sua vez transfere 
momentos para a laje de fundo, estes momentos são advindos da resultante entre os momentos 
da coluna de água e do solo, em que entra também o peso próprio da parede. Existem também 
os carregamentos advindos tanto do peso próprio da laje quanto do peso próprio da coluna de 
água que está sob a laje de fundo que se apresentam no formato de um carregamento 
retangular linearmente distribuído NBR 6120:2019. Podem ser observadas as cargas que 
atuam sobre a laje de fundo conforme a Figura 12 a seguir. 
 Calculando-se o momento fletor máximo para uma faixa de um metro da laje de fundo 
da caixa de água no sentido de maior vão da mesma visto que este é o pior caso, em que se 
obtém o maior momento fletor. Em posse dos momentos fletores positivos e negativos são 
dimensionados a área de aço positiva e negativa na laje de fundo da caixa de água (COSTA, 
1988). 
 
Figura 12 – Cargas atuantes na laje de fundo da caixa d’água 
 
Fonte: Autor (2020). 
 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
A partir da majoração do momento característico de cálculo é obtido o momento de 
design que é usado para cálculo do parâmetro KMD, por conseguinte determinação da área de 
aço como apresentado nas equações a seguir. Deve-se atentar que a altura útil é igual à altura 
total subtraída do cobrimento necessário a armadura. 
 
𝑀𝑑 = 𝑀𝑘 𝑦𝑐 
 
 
𝐾𝑀𝐷 =
𝑀𝑑
𝑏𝑤𝑑2𝑓𝑐𝑑
 𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑑 = 𝐻 − 𝑐 
 
 
𝐴𝑠 =
𝑀𝑑
𝐾𝑍 𝑑 𝑓𝑠
 
 
Onde: 
KMD = Coeficiente 
Md= Momento de design 
Mk = Momento característico 
yc = Coeficiente de majoração do concreto 
d = Altura útil 
fcd= Resistência de design do concreto 
As = Área de aço da seção transversal 
Kz = Coeficiente 
fs = Resistência de design (projeto) do aço 
 
3 PROCESSO DE DETALHAMENTO 
 
Por fim, após obter os valores dos momentos de design atuante e consequentemente a 
área de aço do elemento estrutural de concreto armado, faz-se necessário se realizar o 
detalhamento, descobrindo a quantidade de barras, dividindo a área de aço encontrada pela 
área de aço da bitola desejada, em que “D” é o diâmetro da barra selecionada, tem se por 
resultado a quantidade de barra em cada sentido no elemento estrutural. 
 
 
17 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
 𝑄𝑡𝑑𝐴 =
4 ∗ 𝐴𝑠, 𝑎
𝜋𝐷2
 𝑒 𝑄𝑡𝑑𝐵 =
4 ∗ 𝐴𝑠, 𝑏
𝜋𝐷2
 
 
Em seguida, por meio da razão da quantidade de barras pelo lado transversal ao 
momento atuante, tem-se o espaçamento entre as barras, conforme mostrado nas equações a 
seguir. 
 
 𝐸𝑠𝑝, 𝐴 =
𝑄𝑡𝑑𝐴
𝐵 − 2𝑐
 𝑒 𝐸𝑠𝑝, 𝐵 =
𝑄𝑡𝑑𝐵
𝐴 − 2𝑐
 
 
Como em todos os elementos estruturais sujeitos aos esforços de flexão fazem-se 
necessário a armação positiva, caracterizada por se encontrar na região inferior dos 
elementos estrutural e que tem a função de ajudar no combate aos momentos fletores 
positivos, região esta que se encontra sob os esforços de tração. Também sendo 
necessária a armação negativa que se encontra na região superior do elemento 
estrutural, auxiliando no combate aos momentos fletores negativos. 
 O modelo em que é apresentado o detalhamento da área e aço da armação longitudinal 
independente de esta ser uma armação positiva ou negativa é expresso conforme abaixo. Em 
que inicialmente apresenta-se a quantidade de barras no caso são 2 sendo enumerado através 
do código (N1), em seguida junto com o símbolo de bitola (Ø) vem a indicação dos diâmetros 
da barra que no caso é de 10mm e por fim o comprimento total da barra simbolizado pela letra 
(C), em que a mesma possui o valor de 5m. A grosso modo esta é a formatação em que se 
apresenta o detalhamento da armação longitudinal. 
 
(Quantidade de barras) N1 Ø (Diâmetro da barra) C= (Comprimento total + ancoragem) 
 
2 N1 Ø 10,0 C = 500 
 
 Enquanto que o modo de apresentar o detalhamento da armação transversal, é expressa 
da seguinte forma. Inicialmente apresenta-se a quantidade de estribos que no exemplo 
mostrado são 48, seguindo pela indicação de bitola (Ø) com o respectivo diâmetro que é de 
5mm e o seu respectivo espaçamentos entre os demais estribos (C / ), sendo igual a 20cm, por 
fim é apresentado a nomenclatura desta ferragem representada por (N2) e o comprimento 
linear por onde os estribos se distribuem que é igual a 9,6m. 
 
18 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
 
(Quantidade de estribos)Ø (Diâmetro da barra) C / (Espaçamento) 
N2 (Extensão linear por onde se distribuem os estribos) 
 
48Ø 5,0 C / 20 
N2 (960) 
 
A Figura 13 apresenta o detalhamento da laje de fundo de uma caixa de água, 
enquanto a Figura 14 mostra o detalhamento da tampa da laje da caixa de água, em que é 
possível notar a armação tanto positiva quanto negativa ao longo da mesma, seguindo a 
mesma formatação apresentada anteriormente. Deve-se atentar que no caso da laje de tampa 
da caixa de água, deve-se haver no mínimo um furo retangular na mesma para possibilitar a 
passagem de funcionários para realizar a limpeza quando necessário. Em caso da caixa de 
água ser muito grande a mesma deve ser compartimentada, dividida em duas por meio de uma 
parede, de forma a sempre manter um volume de água útil quando for necessário esvaziar a 
mesma para limpeza ou recuperação estrutural. 
 
Figura 13 – Detalhamento da laje de fundo da caixa d’água 
 
Fonte: Costa (1998). 
 
 
 
 
 
 
 
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PROJETO ESTRUTURAL– T533 
Figura 14 – Detalhamento da laje de tampa da caixa d’água 
 
Fonte: Costa (1998). 
 
 
Enquanto que as figuras 15, 16 e 17 apresentam o detalhamento da armadura ao longo 
da parede da caixa de água desenvolvia por Costa (1998), como mostrado a seguir, em que é 
apresentada a distribuição a armação longitudinal tanto positiva quanto negativa, como 
também são apresentados a distribuição da armadura transversal conhecida pelos estribos. 
 
Figura 15 – Detalhamento da armação da parede da caixa d’água 
 
Fonte: Costa (1998). 
 
 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
 
 
Figura 16 – Detalhamento da armação da parede da caixa d’água 
 
Fonte: Costa (1998). 
 
 
Figura 17 – Detalhamento da armação da parede da caixa d’água 
 
Fonte: Costa (1998). 
 
4 EXEMPLOS DE PROJETOS EXECUTADOS 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
 
O presente tópico do estudo tem como objetivo apresentar alguns dos projetos de 
estruturas de caixa de água executadas em concreto armado, partindo de exemplos mais 
clássicos e indo até estruturas icônicas e com uma arquitetura inovadora, não foram 
apresentados os projetos com detalhamento de armação e de formas dos exemplos 
apresentados em detrimento dos direitos autorais e da impossibilidade de se obter os mesmos. 
 
O projeto é do engenheiro e arquiteto Rodolfo Bueno, que em 1962 inaugurou o 
primeiro reservatório elevado desse modelo em Campinas, no próprio São Bernardo. 
Reservatório Elevado completa 58 anos em Campinas. 
 
Figura 18- Castelo d’água no Jardim São Gabriel, Campinas, Brasil 
 
Fonte: Prefeitura de Campinas 
 
As obras foram concluídas em 1975, mas o reservatório só começou a funcionar em 
1977 (RESENDE, 1985). Com um projeto modernista realizado pelo arquiteto paranaense 
Gerhard Leo Linzmeyer, a elevatória de 27 metros de altura tomou uma forma diferente de 
tudo que se tinha visto até então na cidade. 
 
 
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PROJETO ESTRUTURAL – T533 
Figura 19 – Ceilândia / Brasília 
 
Fonte: Wikimapia 
 
Projeto de SERGE KETOFF, arquiteto-engenheiro. O peso de cada depósito de água 
de poço é de 5.000 toneladas 
 
Figura 20 – Alençon / França 
 
Fonte: Ernani Diaz 
 
Reservatório de 5400m3, em aço, com dimensões de 30x30x6m altura, sem tampa. A 
tampa é uma laje de concreto que fica a 1m de altura do bordo superior do tanque, apoiada em 
pilares de aço no interior do reservatório. Esta obra foi inaugurada em 1894, projetada e 
 
23 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
construída pelos ingleses, e ainda hoje continua prestando um excelente trabalho à cidade de 
Manaus. 
Figura 21 - Reservatório de Mocó 
 
Fonte: Fonte: Ernani Diaz. 
 
De acordo com informação prestada pelo secretário municipal de Agricultura, Pecuária 
e Pesca o valor global do investimento é da ordem de R$ 183 mil. Caixa d’água elevada 
poderá armazenar 30 mil litros localizada em talhado. 
 
Figura 22 - Reservatório Pré-moldado. 
 
Fonte: Ernani Diaz 
 
Este reservatório se trata de uma estrutura pré-moldada, realizado no ano de 1982, na 
cidade de Riyadh na Arábia Saudita, sendo o mesmo içado ate o local de assentamento e 
posteriormente montado e concretado de forma a fixar (engastar) toda a estrutura. 
 
24 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
Figura 23 – Reservatório de Mocó 
 
Fonte: Fonte: Ernani Diaz 
 
Este reservatório da Figura 24 localiza-se na cidade de Londrina- PARANÁ, sendo 
responsável pelo abastecimento em Bandeirantes. Tendo uma estrutura de sustentação de 
pórtico isostático muito similar a do museu de arte de São Paulo. 
Figura 24 – Reservatório de Bandeirantes 
 
Fonte: Ernani Diaz . 
 
 
25 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
Esta caixa d’água da Figura 25 foi convertida em uma casa cheia de conforto. Possuindo 
até um elevador panorâmico para a construção de seis andares, localizada em Holanda. 
 
Figura 25 - Reservatório moradia 
 
Fonte: https://mickelson.livejournal.com/68113.html . 
 
5 CONCLUSÃO 
 
Ao longo do presente trabalho foi apresentada a finalidade, todo o processo de 
dimensionamento e por fim o detalhamento da caixa de água produzida de concreto armado. 
Ficou notório que as necessidades da sociedade de forma em geral de armazenar seus recursos 
hídricos para consumo próprio, geram a carência de projetos estruturais de concreto armado 
capazes de guardar a água potável de forma sistemática, garantindo sua potabilidade, 
impossibilitando vazamentos ou infiltrações tanto do meio externo para o meio interno, 
quanto o contrario, e por fim que atendam as cargas ao qual a caixa de água estará submetida. 
 Conforme mostrado o dimensionamento de uma caixa de água se assemelha e muito 
 
26 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
ao de uma piscina, em que se faz necessário avaliar qual é o comportamento da parede seja 
ela como viga ou laje, realizar a análise de cargas que atuam sobre as paredes da caixa de 
água, seno assim determinarem o momento de design sendo possível determinar sua 
respectiva área de aço e por fim realizar o detalhamento para execução in loco. O 
dimensionamento também se repete para laje de fundo, entretanto por conta de suas 
dimensões a mesma caracteriza-se pelo seu comportamento de laje, sendo necessário avaliar 
as cargas que atuam sobre a mesma, para somente assim ser possível determinar a área de aço 
da mesma. Por fim existe a laje e tampa da caixa de água sob a qual atua apenas o peso 
próprio, vale salientar que existe a necessidade de que haja um furo na mesma para 
possibilitar a entrada e funcionários para realizar a limpeza da caixa de água quando 
necessário. 
 
6 REFERÊNCIAS 
 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5626/1998 – Instalação 
Predial de Água Fria, Rio de janeiro, Brasil 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118/2014 – Projeto de 
estruturas de Concreto, Rio de janeiro, Brasil. 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6120/2019 – Cargas para o 
cálculo de estruturas, Rio de janeiro, Brasil. 
Araújo, José Milton de; 2003 – Curso de Concreto Armado. Volume 3. Ed. Dunas. 
Guerrin, A; Lavaur, R.C.; 2003 – Tratado de Concreto Armado. Reservatórios, caixas 
d`água, piscinas. Ed. Hemus. 
HANAI, J.B. (1977). Reservatórios com parede ondulada. São Carlos. 250 p. 
Dissertação (mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo 
 FREITAS, Josimar Pereira. DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE UM 
RESERVATÓRIO ELEVADO DE ÁGUA PARA UM CONDOMÍNIO RESIDENCIAL. 
2007. 129 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Civil, Departamento de Engenharia 
Civil, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 
2007. 
COSTA, Flávio de Oliveira. PROJETOS ESTRUTURAIS DE RESERVATÓRIOS 
PARALELEPIPÉDICOS DE CONCRETO ARMADO MOLDADOS IN LOCO. 1998. 
182 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Civil, Departamento de Pós-graduação 
em Engenharia Civil, Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo, São 
 
27 
PROJETO ESTRUTURAL – T533 
Carlos, 1998. 
BASTOS, Paulo sérgio dos Santos. LAJES DE CONCRETO. 2007. 
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA UNESP – Bauru/SP FACULDADE DE 
ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil Disponível em: 
http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/Lajes.pdf. Acesso em: 21 jun. 2020. 
Creder, H., “Instalações Hidráulicas e Sanitárias” LiTec, 1991. 
LEAL, A. C.; SUDO, H. Educação ambiental e gestão de recursos hídricos: experiências na 
graduação e educação continuada de professores do ensino fundamental. In: SIMPÓSIO 
INTERNACIONAL SOBRE GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS, 1998, Gramado, RS. 
Anais... Gramado: ABRH, 1998.