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PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 1 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 SUMÁRIO APRESENTAÇÃO ..................................................................................................................... 3 1 MODELO ESTRUTURAL ..................................................................................................... 4 2 DIMENSÕES E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA PONTE ................................................. 4 3 CÁLCULO DAS CARGAS PERMANENTES ...................................................................... 5 3.1 Carga distribuída (g1): .......................................................................................................... 6 3.2 Cálculo das cargas concentradas: ......................................................................................... 7 3.2.1 Cálculo do peso próprio da cortina e reação da laje de transição sobre a viga principal (P1): ............................................................................................................................................ 8 3.2.2 Cálculo do peso próprio da transversina e contribuição do alargamento no apoio central (P2central): ..................................................................................................................................... 9 3.2.3 Cálculo do peso próprio da transversina e contribuição do alargamento nos apoios de extremidades (P2extremidade): ....................................................................................................... 12 3.2.4 Cálculo do peso próprio da transversina no meio do vão (P3): ....................................... 13 4 ESQUEMA DO CARREGAMENTO E DIAGRAMAS ...................................................... 14 5 CÁLCULO DO TREM-TIPO LONGITUDINAL SOBRE AS LONGARINAS ................. 14 5.1 Cálculo da Carga Móvel ..................................................................................................... 16 5.2 Carga de multidão ............................................................................................................... 17 5.3 Trem-tipo longitudinal sobre a longarina A ....................................................................... 18 5.4 Simplificação do Trem-tipo ................................................................................................ 18 5.5 Majoração do Trem-tipo ..................................................................................................... 19 6 TRAÇADO DAS ENVOLTÓRIAS DE MOMENTOS FLETORES DEVIDO ÀS CARGAS MÓVEIS ................................................................................................................................... 20 6.1 Trem-tipo de momento fletor nas seções ............................................................................ 20 6.2 Envoltório de Momentos Fletores ...................................................................................... 25 7 TRAÇADO DAS ENVOLTÓRIAS DE ESFORÇOS CORTANTES DEVIDO ÀS CARGAS MÓVEIS .................................................................................................................. 25 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 2 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 7.1 Trem-tipo de esforços cortantes nas seções ........................................................................ 25 7.2 Envoltório de Esforços Cortantes ....................................................................................... 30 8 ENVOLTÓRIAS FINAIS DE MOMENTOS FLETORES E ESFORÇOS CORTANTES – ENVOLTÓRIOS DE CÁLCULO PARA CÁLCULO DAS LONGARINAS ........................ 31 REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 34 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 3 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 APRESENTAÇÃO Nesta 1ª etapa do projeto será apresentado o levantamento dos esforços solicitantes provenientes dos carregamentos permanentes da superestrutura, bem como seus diagramas (Momento Fletor e Esforço Cortante), o cálculo do Trem-tipo Longitudinal majorado do coeficiente de impacto e dos efeitos da carga móvel na superestrutura com o auxílio do Software Ftool, além das Envoltórias finais de momentos fletores e de esforços cortantes. PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 4 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 g1 P1 P2 P3 P2 P3 P2 P1 P1-Carga da cortina de extremidade + reação da laje de transição; P2-Transversinas nos apoios; P3-Transversinas nos vãos; g1-carga distribuída permanente; g2-alargamento da viga principal; g3-alargamento da viga principal. 20 4,5204,5 g2 g3 g2 3 3 1 MODELO ESTRUTURAL O modelo estrutural da ponte é em viga reta contínua com dois vãos e balanços em suas extremidades cuja seção transversal é constituída por duas vigas principais “T” (longarinas) com transversinas desligadas da laje do tabuleiro. A contenção do aterro é feita por meio de cortinas com abas laterais e para atenuar o impacto dos veículos na entrada da ponte são utilizadas placas de transição (lajes de acesso). A meso-estrutura da ponte consta de pilares de seção retangular rotulados em seu topo por aparelhos de apoio (neoprene). A infra- estrutura é em fundação profunda (estacas), sendo os pilares assentados sobre blocos de coroamento. 2 DIMENSÕES E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DA PONTE Figura 1: Modelo estrutural para cálculo da carga permanente. Figura 2: Modelo estrutural para cálculo dos efeitos da carga móvel. PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 5 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Figura 3: Seção transversal detalhada. Figura 4: Seção transversal no apoio. Figura 5: Corte cortina e abas laterais. 3 CÁLCULO DAS CARGAS PERMANENTES Conforme a NBR 7187:2003 nos itens 7.1.1 e 7.1.2, para o cálculo dos carregamentos deve-se adotar os seguintes pesos específicos: PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 6 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 ⁄ ⁄ ⁄ 3.1 Carga distribuída (g1): a) Área 1 – VIGA PRINCIPAL – LONGARINA (q1): Segundo a NBR 7187:2003 item 9.1.4 a largura mínima da alma para vigas moldadas in loco é de bw ≥ 20 cm. Assim, pode-se verificar que a longarina em questão satisfaz esta exigência. ( ) ⁄b) Área 2 – PESO PRÓPRIO DO TRECHO EM BALANÇO DA SEÇÃO TRANSVERSAL DA LAJE (q2): ( ) ⁄ c) Área 3 – PESO PRÓPRIO DA LAJE CENTRAL (q3): ( ) ⁄ d) Área 4 – MÍSULA DA LAJE CENTRAL (q4): ( ) ⁄ e) Área 5 – PAVIMENTAÇÃO (q5): ( ) ⁄ PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 7 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 f) Área 6 e 7 – BARREIRA LATERAL(q6 e q7): Para simplificação dos cálculos, será utilizada para o calculo da área, a junção de um trapézio e um retângulo para o guarda-rodas. ( ) ⁄ ( ) ⁄ g) Área 8 – PINGADEIRA (q8): Para simplificação dos cálculos, será utilizada para o calculo da área, a forma de um trapézio para a pingadeira. ( ) ⁄ Carga total distribuída no tabuleiro: SEÇÃO LARGURA (m) ALTURA (m) ÁREA (m²) PESO ESP (kN/m³) PESO (kN/m) LONGARINA 0,45 2,10 0,95 25,00 23,75 BALANÇO DA LAJE 1,65 0,35 0,25 0,50 25,00 12,50 LAJE CENTRAL 2,90 0,25 0,73 25,00 18,25 MISULA LAJE CENTRAL 1,00 0,10 0,05 25,00 1,25 PINGADEIRA 0,40 0,25 0,30 0,11 25,00 2,75 PAVIMENTAÇÃO 5,00 0,15 0,05 0,50 24,00 12,00 BARREIRA TRAPEZOIDAL 0,25 0,15 0,50 0,082 25,00 2,05 BARREIRA RETANGULAR 0,15 0,90 0,14 25,00 3,50 TOTAL 76,05 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 8 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 3.2 Cálculo das cargas concentradas: 3.2.1 Cálculo do peso próprio da cortina e reação da laje de transição sobre a viga principal (P1): Figura 6: Modelo de cortes da cortina. a) Peso próprio da cortina: Aba ( ) Cortina [ ( ) ] Barreira [( ) ( )] PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 9 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Deste modo, tem-se que: b) Reação da cortina sobre a viga principal: Figura 7: Modelo de corte da laje de transição. Em A: Em B: Carga média = Carga total ( para cada extremidade e placa) = 131,78 kN Deste modo, tem-se que: Assim, a reação da laje de transição, bem como o peso próprio da laje é de: 3.2.2 Cálculo do peso próprio da transversina e contribuição do alargamento no apoio central (P2central): Conforme as disposições construtivas do Prof. Ignácio Loyola e do Prof. Areias Neto, dispensa-se o estudo da torção do tabuleiro desde que: - Exista pelo menos uma transversina em cada apoio e uma no meio de cada vão; PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 10 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 - Distancia entre transversina: ( ) - Deste modo, adotou-se uma transversina em cada apoio e uma no meio do vão, a fim de satisfazer as disposições construtivas mencionadas acima, tendo em vista que o vão teórico é de 10,8 m. Também adotou-se um bw de 30 cm e uma altura de 1,60 m uma vez que a espessura mínima é de 20 cm e a altura da longarina é de 2,10 m, satisfazendo mais uma vez estas disposições. As dimensões adotadas para as transversinas nos apoios foram: Segundo FERREIRA (2010), para fins de detalhe construtivo, o nível inferior da transversina deve estar 15 a 20 cm acima do nível da longarina para evitar o cruzamento das barras de armaduras. Figura 8: Modelo de corte transversal. PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 11 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Assim, verificou-se que as dimensões adotadas estão de acordo com o sugerido. a) Peso próprio da transversina: b) Alargamento no apoio central: Para o dimensionamento do alargamento da longarina que ocorre nos apoios centrais foram adotas as sugestões do Prof. Areias Neto: Figura 9: Detalhes para o pré-dimensionamento do alargamento da longarina. Figura 10: Alargamento da longarina no apoio. ( ) ⁄ c) Carga concentrada total: AA B B 3,65m 3,65m 0,70m 0,35m PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 12 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 3.2.3 Cálculo do peso próprio da transversina e contribuição do alargamento nos apoios de extremidades (P2extremidade): As mesmas disposições descritas no item anterior foram seguidas neste presente item, resultando em: a) Peso próprio da transversina: b) Alargamento nos apoios de extremidades: Para o dimensionamento do alargamento da longarina nos apoios de extremidades foram adotas as sugestões do Prof. Areias Neto: Figura 11: Detalhes para o pré-dimensionamento do alargamento da longarina. AA B B PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 13 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Figura 12: Alargamento da longarina na extremidade. ( ) c) Carga concentrada final: 3.2.4 Cálculo do peso próprio da transversina no meio do vão (P3): As mesmas disposições descritas no item anterior foram seguidas neste presente item, adotando um bw = 25 cm, resultando em: 2,15 3,65m 0,70m 0,35m PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 14 / 38 Aluno: José EvaldoCorreia Filho 20/02/2014 4 ESQUEMA DO CARREGAMENTO E DIAGRAMAS Através do levantamento de cargas realizadas anteriormente e com o auxílio do software Ftool, pode-se obter os esforços solicitantes abaixo: Figura 13: Esquema do carregamento. Figura 14: Diagrama de Momento Fletor Figura 15: Diagrama de esforço cortante. 5 CÁLCULO DO TREM-TIPO LONGITUDINAL SOBRE AS LONGARINAS De acordo com a NBR 7188:84 o veículo base do sistema para uma rodovia classe T-45 é representado por este modelo com peso total de 450 kN e carga distribuída de 5kN/m² ao PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 15 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 longo de toda a pista conforme estabelecido pela tabela 1 – cargas dos veículos deste mesma norma. Figura 16: Modelo de trem tipo adotado pela norma. Para efeito de carregamento da viga, colocou-se o trem-tipo na posição mais desfavorável, isto é, com o para-lama encostado no guarda-rodas, e não foi carregada a área negativa da linha de influência. A laje é admitida biapoiada nas vigas principais. PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 16 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Figura 17: Linha de influencia da seção transversal carregada com veiculo e carga de multidão. 5.1 Cálculo da Carga Móvel a) Efeito das cargas concentradas b) Efeito da carga distribuída ( ) PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 17 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Figura 18: Vista Longitudinal do trem-tipo. 5.2 Carga de multidão Figura 19: Linha de influência da seção transversal carregada com carga de multidão. PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 18 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 a) Efeito da carga distribuída (p= 5 kN/m) ( ) 5.3 Trem-tipo longitudinal sobre a longarina A Figura 20: Trem-tipo longitudinal. 5.4 Simplificação do Trem-tipo De acordo com a ABNT NBR 7188:1984, no cálculo dos arcos ou vigas principais, permite-se, homogeneizar as cargas distribuídas e subtrair das cargas concentradas dos veículos as parcelas correspondentes àquela homogeneização, desde que não haja redução de solicitações. Logo: ( ) ( ) A carga homogeneizada deverá ser dividida igualmente para cada carga : PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 19 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Abaixo a figura apresenta o trem-tipo longitudinal após a homogeneização: Figura 21: Trem-tipo simplificado. 5.5 Majoração do Trem-tipo Para compensar o efeito dinâmico do trem-tipo deve-se majorar o efeito estático pelo coeficiente de impacto, conforme o item 7.2.1.2 da NBR 7187:2003. a) Trem-tipo para os vãos centrais Figura 22: Modelo estrutural. Segundo a NBR 7187:2003, em vigas continuas, "l" será a média dos vãos se o menor vão não for inferior a 70% do maior vão. Assim, será utilizada o valor mediano do vãos, o que implica no próprio valor, por ser vãos de mesmo comprimento. b) Trem-tipo para os balanços Sendo PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 20 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Assim, como o maior coeficiente de impacto foi de (1,33), deve-se majoraras cargas concentradas e distribuídas com este valor. Figura 23: Trem-tipo majorado. 6 TRAÇADO DAS ENVOLTÓRIAS DE MOMENTOS FLETORES DEVIDO ÀS CARGAS MÓVEIS Determinação dos momentos fletores devido às cargas móveis com . Utilizando os valores das cargas já majoradas no software Ftool, adicionando um coeficiente de impacto de 1,00, tem-se que: Figura 24: Modelo estrutural. 6.1 Trem-tipo de momento fletor nas seções OBS.: Os momentos fletores corrigidos encontram-se na Tabela 1. Seção 1 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 21 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 2 Seção 3 Seção 4 Seção 5 Seção 6 Seção 7 Seção 8 Seção 9 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 22 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 10 Seção 11 Seção 12 Seção 13 Seção 14 Seção 15 Seção 16 Seção 17 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 23 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 18 Seção 19 Seção 20 Seção 21 Seção 22 Seção 23 Seção 24 Seção 25 PROJETO DE PONTES1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 24 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 26 Seção 27 Seção 28 Seção 29 Seção 30 Seção 31 Seção 32 Seção 33 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 25 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 34 Seção 35 6.2 Envoltório de Momentos Fletores Como dito anteriormente, a envoltória de momentos fletores foi obtido com o auxílio do software FTOOL. Figura 25: Envoltória de momentos fletores. 7 TRAÇADO DAS ENVOLTÓRIAS DE ESFORÇOS CORTANTES DEVIDO ÀS CARGAS MÓVEIS 7.1 Trem-tipo de esforços cortantes nas seções OBS.: Os esforços cortantes corrigidos encontram-se na Tabela 2. Seção 1 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 26 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 2 Seção 3 Seção 4 Seção 5 Seção 6 (à esquerda) Seção 6 (à direita) Seção 7 Seção 8 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 27 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 9 Seção 10 Seção 11 Seção 12 Seção 13 Seção 14 Seção 15 Seção 16 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 28 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 17 Seção 18 (à esquerda) Seção 18 (à direita) Seção 19 Seção 20 Seção 21 Seção 22 Seção 23 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 29 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 24 Seção 25 Seção 26 Seção 27 Seção 28 Seção 29 Seção 30 (à esquerda) Seção 30 (à direita) PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 30 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Seção 31 Seção 32 Seção 33 Seção 34 Seção 35 7. 2 Envoltória de Esforços Cortantes Como dito anteriormente, a envoltória de esforços cortantes foi obtido com o auxílio do software FTOOL. Figura 26: Envoltória de esforços cortantes. PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 31 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 8 ENVOLTÓRIAS FINAIS DE MOMENTOS FLETORES E ESFORÇOS CORTANTES – ENVOLTÓRIOS DE CÁLCULO PARA CÁLCULO DAS LONGARINAS As envoltórias finais foram obtidas através dos diagramas de cargas permanentes e dos envoltórios de momento e cortante obtidos para carga variável. Com esses dados e através do programa Excel foi possível realizar as combinações de ações necessárias para a obtenção das envoltórias finais. Segundo a norma NBR 8681/2003, item 5.1.4.1 os coeficientes de ponderação γg das ações permanentes majoram os valores representativos das ações permanentes que provocam efeitos desfavoráveis e minoram os valores representativos daqueles que provocam efeitos favoráveis para a segurança da estrutura. Foram consideradas situações favoráveis, aquelas em que os sinais dos valores em questão são diferentes e desfavoráveis quando os sinais forem iguais. Combinações de ações: Favorável: 1,0 x carga permanente + 1,5 x carga móvel Desfavorável: 1,35 x carga permanente + 1,5 x carga móvel Com essas combinações, foram obtidos os seguintes resultados para o momento fletor e esforço cortante positivo e negativo: PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 32 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Tabela 1: Valores das envoltórias de momentos fletores combinados. Seção x (m) Permanente Móvel Envoltória majorada Mq (kN.m) Mmáx (kN.m) Mmín (kN.m) Mmáx (kN.m) Mmín (kN.m) 1 0,00 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00 2 1,75 116,452 257,109 0,000 542,87 157,21 3 3,50 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00 4 6,00 -1239,650 0,000 -1154,314 -1673,53 -3405,00 5 8,15 -2685,904 0,000 -2550,367 -3625,97 -7451,52 6 8,50 -2954,613 0,000 -2799,316 -3988,73 -8187,70 7 8,85 -2679,681 276,334 -2753,505 -2265,18 -7747,83 8 10,65 -1412,902 1499,739 -2517,903 836,71 -5684,27 9 12,50 -367,700 2417,213 -2275,756 3129,42 -3781,33 10 14,50 469,457 3047,241 -2013,977 5204,63 -2551,51 11 16,50 1002,413 3370,195 -1752,197 6408,55 -1625,88 12 18,50 1231,170 3334,711 -1490,471 6664,15 -1004,54 13 20,50 1097,726 2970,620 -1347,855 5937,86-924,06 14 22,50 660,083 2314,383 -1448,079 4362,69 -1512,04 15 24,50 -81,761 1412,088 -1551,238 2036,37 -2437,23 16 26,35 -1038,799 822,936 -1951,850 195,61 -4330,15 17 28,15 -2219,796 875,664 -2664,590 -906,30 -6993,61 18 28,50 -2478,048 902,512 -2832,780 -1124,28 -7594,53 19 28,85 -2219,796 875,841 -2664,493 -906,03 -6993,46 20 30,65 -1038,799 822,937 -1951,613 195,61 -4329,80 21 32,50 -81,761 1412,088 -1551,234 2036,37 -2437,23 22 34,50 660,083 2314,383 -1448,079 4362,69 -1512,04 23 36,50 1097,726 2970,620 -1347,855 5937,86 -924,06 24 38,50 1231,170 3334,711 -1490,417 6664,15 -1004,46 25 40,50 1002,413 3370,191 -1752,197 6408,54 -1625,88 26 42,50 469,457 3047,241 -2013,977 5204,63 -2551,51 27 44,50 -367,700 2417,213 -2275,756 3129,42 -3781,33 28 46,35 -1412,902 1499,739 -2517,903 836,71 -5684,27 29 48,15 -2679,681 276,334 -2753,505 -2265,18 -7747,83 30 48,50 -2954,613 0,000 -2799,316 -3988,73 -8187,70 31 48,85 -2685,904 0,000 -2555,798 -3625,97 -7459,67 32 51,00 -1239,650 0,000 -1154,314 -1673,53 -3405,00 33 53,50 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00 34 55,25 116,452 257,137 0,000 542,92 157,21 35 57,00 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00 PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 33 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Tabela 2: Valores dos envoltórios de esforços cortantes combinados Seção x (m) Permanente Movel Envoltória majorada Qp (kN) Qmáx (kN) Qmín (kN) Qmáx (kN) Qmín (kN) 1 0,00 133,087 371,335 0,000 736,670 179,667 2 1,75 0,000 118,655 -118,655 177,983 -177,983 3* 3,50 -133,087 0,000 -371,335 -179,667 -736,670 3* 3,50 -400,798 0,000 -371,335 -541,077 -1098,080 4 6,00 -590,923 0,000 -665,731 -797,746 -1796,343 5 8,15 -754,430 0,000 -767,082 -1018,481 -2169,104 6 esq. 8,50 -781,047 0,000 -779,154 -1054,413 -2223,144 6 dir. 8,50 798,828 853,957 -96,938 2359,353 653,421 7 8,85 772,211 830,338 -97,073 2287,992 626,602 8 10,65 635,321 711,698 -102,026 1925,230 482,282 9 12,50 494,628 598,426 -146,836 1565,387 274,374 10 14,50 342,528 486,447 -235,154 1192,083 -10,203 11 16,50 190,428 385,899 -329,931 835,926 -304,469 12* 18,50 38,328 297,233 -429,961 484,178 -593,199 12* 18,50 9,328 297,233 -429,961 455,178 -632,349 13 20,50 -142,772 222,996 -533,934 191,722 -993,643 14 22,50 -294,872 205,089 -640,429 12,762 -1358,721 15 24,50 -446,972 193,357 -747,920 -156,937 -1725,292 16 26,35 -587,664 187,306 -846,821 -306,705 -2063,578 17 28,15 -724,554 185,146 -941,216 -446,835 -2389,972 18 esq. 28,50 -751,172 185,091 -958,982 -473,536 -2452,555 18 dir. 28,50 751,172 958,994 -185,091 2452,573 473,536 19 28,85 724,554 941,216 -185,146 2389,972 446,835 20 30,65 587,664 846,821 -187,306 2063,578 306,705 21 32,50 446,972 747,920 -193,357 1725,292 156,937 22 34,50 294,872 640,429 -205,089 1358,721 -12,762 23 36,50 142,772 533,934 -222,996 993,643 -191,722 24* 38,50 -9,328 429,961 -297,236 632,349 -455,182 24* 38,50 -38,328 429,961 -297,236 593,199 -484,182 25 40,50 -190,428 329,931 -385,899 304,469 -835,926 26 42,50 -342,528 235,154 -486,447 10,203 -1192,083 27 44,50 -494,628 146,836 -598,426 -274,374 -1565,387 28 46,35 -635,321 102,025 -711,698 -482,284 -1925,230 29 48,15 -772,211 97,073 -830,338 -626,602 -2287,992 30 esq. 48,50 -798,828 96,938 -853,968 -653,421 -2359,370 30 dir. 48,50 781,047 779,190 0,000 2223,198 1054,413 31 48,85 754,430 767,082 0,000 2169,104 1018,481 32 51,00 590,923 665,731 0,000 1796,343 797,746 33* 53,50 400,798 371,335 0,000 1098,080 541,077 33* 53,50 133,088 371,335 0,000 736,671 179,669 34 55,25 0,000 118,655 -118,655 177,983 -177,983 35 57,00 -133,087 0,000 -371,335 -179,667 -736,670 *Valores onde se situam as cargas pontuais. PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 34 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 8.1 Envoltória de Cálculo de Momento Fletor Gráfico 1: Envoltória final de momentos fletores marjorados. Permanente Máximo Mínimo 0 ,0 0 5 4 2 ,8 7 0 ,0 0 -1 6 7 3 ,5 3 -3 6 2 5 ,9 7 -3 9 8 8 ,7 3 -2 2 6 5 ,1 8 8 3 6 ,7 1 3 1 2 9 ,4 2 5 2 0 4 ,6 3 6 4 0 8 ,5 5 6 6 6 4 ,1 5 5 9 3 7 ,8 6 4 3 6 2 ,6 9 2 0 3 6 ,3 7 1 9 5 ,6 1 -9 0 6 ,3 0 -1 1 2 4 ,2 8 -9 0 6 ,0 3 1 9 5 ,6 1 2 0 3 6 ,3 7 4 3 6 2 ,6 9 5 9 3 7 ,8 6 6 6 6 4 ,1 5 6 4 0 8 ,5 4 5 2 0 4 ,6 3 3 1 2 9 ,4 2 8 3 6 ,7 1 -2 2 6 5 ,1 8 -3 9 8 8 ,7 3 -3 6 2 5 ,9 7 -1 6 7 3 ,5 3 0 ,0 0 5 4 2 ,9 2 0 ,0 0 0 ,0 0 1 5 7 ,2 1 0 ,0 0 -3 4 0 5 ,0 0 -7 4 5 1 ,5 2 -8 1 8 7 ,7 0 -7 7 4 7 ,8 3 -5 6 8 4 ,2 7 -3 7 8 1 ,3 3 -2 5 5 1 ,5 1 -1 6 2 5 ,8 8 -1 0 0 4 ,5 4 -9 2 4 ,0 6 -1 5 1 2 ,0 4 -2 4 3 7 ,2 3 -4 3 3 0 ,1 5 -6 9 9 3 ,6 1 -7 5 9 4 ,5 3 -6 9 9 3 ,4 6 -4 3 2 9 ,8 0 -2 4 3 7 ,2 3 -1 5 1 2 ,0 4 -9 2 4 ,0 6 -1 0 0 4 ,4 6 -1 6 2 5 ,8 8 -2 5 5 1 ,5 1 -3 7 8 1 ,3 3 -5 6 8 4 ,2 7 -7 7 4 7 ,8 3 -8 1 8 7 ,7 0 -7 4 5 9 ,6 7 -3 4 0 5 ,0 0 0 ,0 0 1 5 7 ,2 1 0 ,0 0 -10000,0 kN.m -8000,0 kN.m -6000,0 kN.m -4000,0 kN.m -2000,0 kN.m 0,0 kN.m 2000,0 kN.m 4000,0 kN.m 6000,0 kN.m 8000,0 kN.m PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 35 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Figura 27: Envoltória final de momentos fletores (FTOOL). PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 36 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 8.2 Envoltória de Cálculo de Esforço Cortante Gráfico 2: Envoltória final de esforços cortantes marjorados. Permanente Máximo Mínimo 7 3 6 ,6 7 0 1 7 7 ,9 8 3 -1 7 9 ,6 6 7 -5 4 1 ,0 7 7 -7 9 7 ,7 4 6 -1 0 1 8 ,4 8 1 -1 0 5 4 ,4 1 3 2 3 5 9 ,3 5 3 2 2 8 7 ,9 9 2 1 9 2 5 ,2 3 0 1 5 6 5 ,3 8 7 1 1 9 2 ,0 8 3 8 3 5 ,9 2 6 4 8 4 ,1 7 8 4 5 5 ,1 7 8 1 9 1 ,7 2 2 1 2 ,7 6 2 -1 5 6 ,9 3 7 -3 0 6 ,7 0 5 -4 4 6 ,8 3 5 -4 7 3 ,5 3 6 2 4 5 2 ,5 7 3 2 3 8 9 ,9 7 2 2 0 6 3 ,5 7 8 1 7 2 5 ,2 9 2 1 3 5 8 ,7 2 1 9 9 3 ,6 4 3 6 3 2 ,3 4 9 5 9 3 ,1 9 9 3 0 4 ,4 6 9 1 0 ,2 0 3 -2 7 4 ,3 7 4 -4 8 2 ,2 8 4 -6 2 6 ,6 0 2 -6 5 3 ,4 2 1 2 2 2 3 ,1 9 8 2 1 6 9 ,1 0 4 1 7 9 6 ,3 4 3 1 0 9 8 ,0 8 0 7 3 6 ,6 7 1 1 7 7 ,9 8 3 -1 7 9 ,6 6 7 1 7 9 ,6 6 7 -1 7 7 ,9 8 3 -7 3 6 ,6 7 0 -1 0 9 8 ,0 8 0 -1 7 9 6 ,3 4 3 -2 1 6 9 ,1 0 4 -2 2 2 3 ,1 4 4 6 5 3 ,4 2 1 6 2 6 ,6 0 2 4 8 2 ,2 8 2 2 7 4 ,3 7 4 -1 0 ,2 0 3 -3 0 4 ,4 6 9 -5 9 3 ,1 9 9 -6 3 2 ,3 4 9 -9 9 3 ,6 4 3 -1 3 5 8 ,7 2 1 -1 7 2 5 ,2 9 2 -2 0 6 3 ,5 7 8 -2 3 8 9 ,9 7 2 -2 4 5 2 ,5 5 5 4 7 3 ,5 3 6 4 46 ,8 3 5 3 0 6 ,7 0 5 1 5 6 ,9 3 7 -1 2 ,7 6 2 -1 9 1 ,7 2 2 -4 5 5 ,1 8 2 -4 8 4 ,1 8 2 -8 3 5 ,9 2 6 -1 1 9 2 ,0 8 3 -1 5 6 5 ,3 8 7 -1 9 2 5 ,2 3 0 -2 2 8 7 ,9 9 2 -2 3 5 9 ,3 7 0 1 0 5 4 ,4 1 3 1 0 1 8 ,4 8 1 7 9 7 ,7 4 6 5 4 1 ,0 7 7 1 7 9 ,6 6 9 -1 7 7 ,9 8 3 -7 3 6 ,6 7 0 -3000,0 kN.m -2000,0 kN.m -1000,0 kN.m 0,0 kN.m 1000,0 kN.m 2000,0 kN.m 3000,0 kN.m PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 37 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 Figura 28: Envoltória final de esforços cortantes (FTOOL). PROJETO DE PONTES 1ª ETAPA: Cálculo da superestrutura (Levantamento da carga permanente, Trem-tipo longitudinal, efeitos da carga móvel na superestrutura e Envoltórias de cálculo). Desenhos: Planta de forma, cortes e detalhes. FOLHA 38 / 38 Aluno: José Evaldo Correia Filho 20/02/2014 REFERÊNCIAS Normas Brasileiras: NBR 7187:2003 – Projeto e Execução de Pontes de Concreto Armado e Protendido. NBR 6118:2003 – Projeto de Estruturas de Concreto. NBR 7188:1984 – Cargas Móveis em Pontes Rodoviárias e Passarelas de Pedestres. Livros textos: PFEIL, Walter – Pontes em Concreto Armado: 2 volumes – 3ª edição – Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos S. A. 1983. AREIAS NETO, Antônio – Notas de Aula – Publicação do Instituto Militar de Engenharia – IME: 3 volumes. 1984. FERREIRA, Katri – Curso de Pontes – Notas de Aula. UFRR. 2010.
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