TCC SUZANA

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE UNIÃO DA VITÓRIA – 
UNIUV CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUZANA GRAVÍ GONÇALVES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE PESQUISA: 
ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO 
ESTRUTURAL DE GALERIAS RETANGULARES DE CONCRETO PRÉ-
MOLDADO DE SEÇÃO FECHADA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIÃO DA VITÓRIA - PR 
 
2020
 
SUZANA GRAVÍ GONÇALVES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE PESQUISA: 
ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO 
ESTRUTURAL DE GALERIAS RETANGULARES DE CONCRETO PRÉ-
MOLDADO DE SEÇÃO FECHADA 
 
 
 
 
 
Projeto de pesquisa apresentado 
como requisito parcial para avaliação 
da disciplina de Tópicos Especiais do 
curso de Engenharia Civil, pelo 
Centro Universitário de União da 
Vitória – Uniuv 
 
Prof. Ma. Soraya Caroline Abraão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIÃO DA VITÓRIA – PR 
2020
 
1 TEMA 
 
Dimensionamento de uma estrutura pré- moldada, através da análise entre os 
seguintes métodos de dimensionamento de galerias retangulares, de seção fechada: 
O primeiro método será através da realização do dimensionamento no software 
Aduelas e o segundo, será efetuado através do Manual, ambos disponibilizados pela 
ABTC (Associação Brasileira de Tubos de Concreto). 
 
2 PROBLEMA 
 
Verificar se o método de dimensionamento sugerido pela Associação 
Brasileira de Fabricantes de Concreto (ABTC), apresenta superdimensionamento 
estrutural. 
 
3 JUSTIFICATIVA 
 
Atualmente, com a demanda por construções rápidas e de menor custo, viu-
se a importância dos elementos pré-fabricados, que garantem o controle na 
fabricação e a agilidade nas obras. 
As galerias retangulares pré-moldadas são utilizadas como solução 
econômica e eficiente para drenagens urbanas e canalizações de cursos d´água, 
considerando para seu dimensionamento, o projeto hidráulico e o estrutural, 
adequando-o para cada situação em especial. 
O estudo das galerias de concreto retangulares de seção fechada, é de 
extrema importância, pois é um dos tipos mais usuais em pequenas rodovias e 
estradas, por isso, a importância da análise e a compreensão do funcionamento 
estrutural destes elementos. 
Compreender sobre diferentes métodos garante aos fabricantes economia na 
fabricação das aduelas, garantindo maximização do tempo e minimização de mão 
de obra e armadura, aproveitando ao máximo a resistência dimensionada na galeria. 
 
 
4 OBJETIVO 
 
4.1 Objetivos Gerais 
 
Analisar o dimensionamento estrutural, bem como a resistência do concreto 
empregado em galerias retangulares de seção fechada. 
 
4.2 Objetivos Específicos 
 
a) Dimensionar através de dois métodos as galerias de seção retangular de 
seção fechada; 
b) Comparar os parâmetros dimensionados entre os dois métodos; 
c) Identificar a resistência dos elementos dimensionados; 
d) Descrever a fabricação da galeria de seção retangular de seção fechada. 
 
5 METODOLOGIA 
 
A presente pesquisa caracteriza-se como um estudo de caso. 
O estudo de caso abordará dois diferentes métodos de dimensionamento 
estrutural de galerias retangulares de concreto pré-moldado de seção fechada. O 
primeiro método a ser estudado será através da realização do dimensionamento no 
software Aduelas. O segundo método de estudo será efetuado através do Manual, 
ambos disponibilizados pela ABTC (Associação Brasileira de Tubos de Concreto). 
Será efetuado o acompanhamento da fabricação das aduelas na fábrica 
localizada em Canoinhas - SC. No momento da concretagem das formas, será 
realizada a coleta de dois corpos de prova do concreto utilizado na aduela, a fim de 
verificar a resistência dimensionada. Os corpos de prova serão colocados dentro da 
forma da galeria e serão vibrados com a mesma intensidade, após este 
procedimento, os corpos de prova serão enviados para laboratório, localizada em 
União da Vitória - UNIUV e rompidos para verificação de resistencia. 
O caso a ser analisado e dimensionado, será uma aduela com seção 
retangular de concreto pré-moldado, dispondo mísulas nos quatro cantos, mostrado 
 
na figura 01, além do acompanhamento e verificação da produção da aduela – 
galeria. Após o comparativo entre os dois dimensionamentos serem efetuados, será 
analisado se algum dos métodos apresenta superdimensionamento. 
 
Figura 01: Aduela com descrição de mísulas, lajes e paredes. 
Fonte: do autor, 2020 
 
Os dados serão apresentados através de memorial de cálculo, gráficos, fotos 
e resultados laboratoriais, que verificarão a comparação entre os diferentes métodos 
estudados e analisados. 
 
6 REFERENCIAL TEÓRICO 
 
Conforme Acker (2002), a indústria de pré-fabricados está continuamente 
fazendo esforços para atender as demandas da sociedade, como por exemplo: 
economia, eficiência, desempenho técnico, segurança, condições favoráveis de 
trabalho e de sustentabilidade. 
Ainda segundo o autor, a pré-fabricação de estruturas e peças de concreto é 
 
um processo industrializado com grande potencial para o futuro, pois a produção 
em fábrica possibilita processos de produção mais eficientes e racionais, 
trabalhadores especializados, controle de qualidade, além de possui maior potencial 
econômico, desempenho estrutural e durabilidade do que as construções moldadas 
no local, principalmente por causa do uso altamente potencializado e otimizado dos 
materiais, fabricados através de equipamentos modernos e de procedimentos de 
fabricação cuidadosamente elaborados, controlados e planejados. 
 
6.1 HISTÓRICO DO TEMA 
 
A norma NBR 9062 - Projeto e Execução de Estruturas de Concreto Pré-
Moldado (ABNT, 1985) define estrutura pré-fabricada como elemento pré-moldado 
executado industrialmente, mesmo em instalações temporárias em canteiros de 
obra, ou em instalações permanentes de empresa destinada para este fim, que 
atende aos requisitos mínimos de mão-de-obra qualificada, matéria-prima dos 
elementos pré-fabricados ensaiados em laboratórios e ainda, testado quando no 
recebimento pela empresa e previamente à sua utilização. 
Segundo VASCONCELLOS (2002) citado por Serra (2005), não existe data 
de início da fabricação e uso da premoldagem. O próprio nascimento do concreto 
armado ocorreu com a pré-moldagem de elementos, fora do local de seu uso. Sendo 
assim, pode-se afirmar que a premoldagem começou com a invenção do concreto 
armado. 
EL DEBS (1984) citado por Domingues (2017) discorre que os primeiros 
registros citados na literatura sobre estudos do comportamento estrutural de 
condutos enterrados foram com F. A. Barbour, em 1987, com a realização de seis 
ensaios experimentais de campo para a determinação das cargas do solo sobre 
condutos instalados em vala. 
O mesmo autor, ainda cita que só a partir de 1913, com a publicação de 
Marston e Anderson (1913), que houveram avanços em relação ao entendimento do 
comportamento das tensões desenvolvidas pelo solo sobre condutos enterrados. 
 Baseado na teoria dos silos, os dois apresentaram um método para cálculo 
das ações em dutos circulares rígidos enterrados em valas estreitas e observaram 
que embora muitos tubos estivessem fissurados, mantinham a resistência. Marston 
também percebeu que a largura e profundidade das valas de instalação dos tubos 
 
influenciavam nas cargas que agiam sobre os mesmos. Ele então propôs uma 
equação para cálculo da carga que age sobre tubos enterrados. Marston além de 
realizar estes estudos experimentais em campo, desenvolveu um método de ensaio 
de compressão diametral para testar a resistência dos tubos de concreto. 
Com os resultados obtidos através das pesquisas já realizadas, Spangler 
(1913) relacionou os ensaios de campo com os ensaios de compressão diametral e 
estabeleceu o “fator de equivalência”. Nas décadas seguintes, mais contribuições 
importantes foram desenvolvidas por Marston, Spangler e Schilick, dando origem ao 
procedimento da “teoria de Marston-Spangler”. Marston e seus colaboradoresdedicaram-se por vários anos a estudar resistência dos tubos enterrados, 
determinando a relação entre carregamento e a distribuição de pressões que 
ocorrem nas instalações, e definiram importantes conceitos que afetam os estudos 
de condutos enterrados, como: 
a) quanto à forma construtiva; 
b) quanto ao material do tubo; 
c) quanto à rigidez. 
Estes conceitos estão amplamente difundidos e utilizados até os dias de hoje. 
Algumas adaptações dos modelos idealizados para seções circulares foram 
posteriormente utilizadas para seções transversais de outros formatos e ainda têm 
sido objeto de estudos, como por exemplo para seções transversais retangulares 
(aduelas de concreto). 
 
6.2 LEGISLAÇÃO E NORMAS 
 
DIAS (2011) citado por Ribeiro (2014), no Brasil, a criação de uma 
organização nacional de normalização terminou ligada ao desenvolvimento da 
construção civil e a um domínio técnico bem específico (o uso do concreto armado). 
Os engenheiros civis brasileiros avançaram de modo pioneiro em termos mundiais e 
perceberam de forma imediata e relativamente autônoma, as necessidades e o 
potencial da normalização, mantendo a padronização em todos os serviços 
realizados. 
As principais normas técnicas que norteiam o dimensionamento das aduelas 
são a NBR 15396 – Aduelas (galerias celulares) de concreto armado pré-fabricados 
– Requisitos e métodos de ensaios (ABNT, 2006) e a NBR 6118 - Projeto de 
 
estruturas de concreto – Procedimento (ABNT, 2003). 
Os tubos de seção retangular de concreto armado, são elementos pré- 
moldados, com abertura em formato retangular ou quadrado, com ou sem mísulas 
nos cantos. São utilizadas como galerias para canalização de córregos e drenagens 
de águas pluviais, instaladas de forma justaposta, formando os canais (galerias). Os 
tubos de seção retangular de concreto armado são produzidos a partir de aberturas 
1,50m x 1,50m até aberturas de 3,0m x 3,0m, recebendo denominação de aduelas. 
Na Figura 2 apresentam-se as principais características geométricas dos 
tubos de seção retangular. Nesta figura estão definidas as seguintes partes: laje de 
cobertura, laje de fundo (ou base), paredes laterais e mísulas, todas nomeadas. 
 
Figura 2: Características do tubo de seção retangular 
Fonte: ABTC - Associação Brasileira de Tubos de Concreto. 
 
6.3 CLASSIFICAÇÃO 
 
Conforme El Debs (2017) as galerias são utilizadas desde pequenas 
 
tubulações até pontes de pequenos vãos. Esses elementos de concreto pré-moldado 
podem ser classificados de acordo com a forma das seções. Seção transversal 
fechada, quando a estrutura contorna toda a abertura e seção transversal aberta, 
caso contrário. 
As aduelas de seção transversal aberta de concreto armado são elementos 
pré-moldados em forma de U, com ou sem mísulas internas nos cantos. Estes 
elementos, colocados justapostos, são utilizados na canalização de córregos ou na 
drenagem de águas pluviais, como mostra a figura 3. 
 
Figura 3: Aduela de seção transversal aberta 
 
Fonte: Fermix 
 
Segundo El Debs (2017), os elementos pré-moldado com seção transversal 
fechada não possuem emendas na direção paralela ao seu eixo, o que limita a 
dimensão da abertura devido aos gabaritos de transporte. Estes elementos são 
colocados justapostos formando galerias para canalização de córregos ou drenagem 
de águas pluviais, empregados também para construção de galerias de serviços, 
também chamadas de galerias técnicas. As aduelas com seção transversal fechada, 
objeto de estudo deste trabalho, apresentam forma retangular ou quadrada e 
constituem um quadro monolítico, Figura 4. 
 
Figura 4: Aduela de seção transversal fechada 
 
 
Fonte: Fermix 
 
 As aduelas de seção transversal fechadas, apresentam aberturas comerciais 
de 1,00m x 1,50m até 4,00m x 4,00m, variando a base ou a altura de 0,50m em 
0,50m, com um comprimento útil mínimo de 1,00m e podem apresentar ou não 
mísulas internas nos cantos El Debs, (2017). 
A NBR 15396 (2018), estabelece uma espessura mínima para as lajes 
superior e inferior e paredes laterais de 15cm e mísulas nos cantos de no mínimo 
15cm x 15cm. 
 
6.4 TIPOS DE INSTALAÇÃO 
 
DOMINGUES (2017) afirma que existem diversas dificuldades relacionadas 
ao comportamento do solo e sua interação com os diversos tipos de materiais, bem 
como algumas imprevisibilidades de fenômenos que possam ocorrer durante o 
processo construtivo dos tubos de seção retangular de concreto armado. 
O autor ainda menciona que muitas características variam, implicando 
diretamente em alterações no comportamento do conjunto solo-estrutura e são 
passíveis de serem identificadas e quantificadas, outras, podendo ainda serem 
incertas. 
Na sequência, estão relacionados os principais conceitos quanto à 
classificação das galerias, procurando caracteriza-las. 
As instalações de galerias podem ser classificação como (Figura 5): 
 
 
a) vala ou trincheira; 
b) condutos salientes; 
c) cravação; 
d) vala induzida ou imperfeita. 
 
Na instalação em vala ou trincheira, os tubos são instalados em uma vala que 
é aberta no terreno natural e, posteriormente, executado o reaterro até o nível 
original. Podem ser estreitas ou largas, com paredes escalonadas ou inclinadas, 
sendo que após a instalação do tubo no interior da trincheira é realizado o reaterro 
compactado até o nível original. 
Os condutos salientes podem ainda ser subdividas em condutos com saliência 
positiva e condutos com saliência negativa. Os condutos com instalação em saliência 
positiva ou também chamados com instalação em aterro com projeção positiva são 
aqueles em que a instalação é feita diretamente sobre a superfície do terreno natural, 
com a geratriz superior do tubo situada acima da superfície do solo natural. E os 
condutos com saliência negativa ou em aterro com projeção negativa é constituído 
pela instalação do tubo em uma vala estreita e rasa, com o topo do conduto abaixo 
da superfície natural do terreno. Nos dois casos, com condutos com saliência positiva 
ou negativa, é executado a compactação do aterro até a altura do nível desejado ou 
estabelecido em projeto. 
Na instalação por cravação, demonstrada na figura abaixo, os tubos de 
concreto de alta resistência são instalados por cravação no terreno. Esse processo 
é indicado para casos onde não seja possível a interdição do local para a execução 
das obras 
 
 
Figura 5: Classificação quanto ao tipo de instalação de galerias 
 
 
Fonte: El Debs, 2018. 
 
A instalação em vala induzida ou imperfeita (Figura 6), demonstra que o tubo 
começa a ser instalado como tubo em aterro com projeção positiva e, após a 
execução de parte do aterro, é escavada uma vala com a largura igual à do conduto, 
e é realizado o preenchimento com material bastante compressível. Usualmente 
utilizado em aterros de grandes alturas sobre o tubo, pois, a alta compressibilidade 
da camada desvia as cargas sobre os tubos para as laterais, reduzindo a resultante 
de pressões sobre o tubo. 
 
 
Figura 6: Instalação por vala induzida. 
 
 
Fonte: El Debs, 2018 
 
Comparando a utilização de tubos de seções circulares com tubos de seções 
retangulares, percebe-se as diferentes reações que ambas apresentam em relação 
ao solo com a base do tubo (figura 7). Segundo El Debs (2017) as reações de tubos 
circulares são muito influenciadas pelo tipo de assentamento realizado. Já com os 
tubos de seções retangulares, como possuem a base plana, a distribuição das 
reações no solo é mais eficiente e satisfatória. 
 
Figura 7: Comparativo entre instalação 
Fonte: ABTC - Associação Brasileira de Tubos de Concreto. 
 
6.5 COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE ADUELAS DE SEÇÃO 
RETANGULAR FECHADA. 
 
 
Segundo El Debs (2017), a análise estrutural das galerias depende das ações 
do solo sobre a estrutura. As aduelas estão sujeitas a pressões verticais, como por 
exemplo o peso do solo sobre a laje superior, ehorizontais, como por exemplo o 
empuxo do solo nas paredes laterais. As pressões verticais são equilibradas pela 
reação do solo na laje de fundo. Estes esforços podem ser vistos na figura abaixo. 
 
Figura 8: Pressões e reações do solo atuantes na estrutura 
Fonte: El Debs, 2017. 
 
 
 El Debs, (2017) afirma que a medida que a altura de solo sobre a galeria for 
diminuindo, o seu comportamento passa ser próximo de uma ponte, tornando a 
sobrecarga preponderante e o projeto calculado com características de ponte. 
Considerando cálculo para pontes, deve-se atender as recomendações estabelecidas 
para cálculo de estruturas de concreto, a NBR-6118:2003 Projeto de Estrutura de 
Concreto e a NBR-7187:2003 Projeto de pontes de concreto armado e protendido. 
Contrapondo, caso a medida que a altura de solo sobre a galeria for 
aumentando, o efeito da sobrecarga de veículos vai diminuindo, podendo aparecer 
efeitos significativos de arqueamento do solo. Dependendo da forma que a galeria for 
instalada, (por aterro ou vala), poderá haver o decréscimo ou o acréscimo do solo 
sobre a estrutura da galeria. Na instalação por aterro, ocorrerá o acréscimo do peso 
do solo sobre a estrutura e na instalação por vala, haverá o decréscimo do peso do 
solo sobre a estrutura, apresentada pela figura 9. 
 
 
Figura 9: Efeitos de arqueamento por vala e em aterro 
Fonte: El Debs, 2017. 
 
 
7 CRONOGRAMA 
 
Como toda pesquisa demanda tempo, obviamente implica em custos. Toda 
pesquisa deve ser planejada, sendo financiamento interno ou financiamento externo. 
Com o planejamento organizado é possível garantir qualidade, obtendo prazos 
em dia e comprometimento com a pesquisa, não correndo risco de “perder-se” no 
controle de entregas ou controle orçamentário. A Figura 10 demonstra o planejamento 
do presente estudo, garantindo controle e prazos entregues com qualidade. 
 
Figura 10: Planejamento da pesquisa em estudo 
 
Fonte: do autor, 2020 
 
8 RECURSOS MATERIAIS E FINANCEIROS 
 
O estudo será efetuado na empresa Cimentela Indústria de Telas e Artefatos 
de Concreto Ltda, localizada em Canoinhas – SC. Todos os recursos e materiais 
utilizados para a pesquisa será fornecida pela empresa. 
O rompimento dos corpos de prova serão realizados no laboratório da Uniuv, 
localizado em União da Vitória, não haverão custos para este procedimento, visto 
que a Universidade irá custear. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ACKER, V ARNOLD. Manual de sistemas pré-fabricados de concreto. São Paulo, 
2002. Disponível em: <file:///C:/Users/User/Desktop/SUZANA%20-
%20UNIUV/TCC/Nova%20pasta/manual_prefabricados.pdf>. Acesso em: 18 abr. 
2020. 
 
SCHILERO, D LILYANA. Análise e dimensionamento estrutural de galerias 
retangulares de concreto pré moldado. Santa Cruz do Sul, 2019. Disponível em: 
<https://repositorio.unisc.br/jspui/bitstream/11624/2630/1/Lilyana%20Dalbosco%20
Schilero.pdf>. Acesso em 02 mar. 2020. 
 
ABTC, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS FABRICANTES DE TUBOS DE 
CONCRETO. Padronização do dimensionamento estrutural de Aduelas de 
concreto armado pré fabricadas, conforme Normas ABNT 15396 e 6118. 
Disponível em: <http://www.abtc.com.br/site/download/galerias_celulares.pdf>. 
Acesso 02 mar. 2020. 
 
DOMINGUES, B, ALINE. Contribuição ao projeto estrutural de galerias de 
concreto pré moldado com seções transversais não usuais. São Carlos, 2017. 
Disponível em 
<http://www.set.eesc.usp.br/static/media/producao/2017ME_AlineBensiDomingu 
s.pdf>. Acesso em 21 abr. 2020. 
 
Serra, S.M.B; Ferreira, M.de A; Pigozzo, B. N. Evolução dos Pré-fabricados de 
Concreto. São Carlos, 2005. Disponível em: 
<http://www.set.eesc.usp.br/1enpppcpm/cd/conteudo/trab_pdf/164.pdf>. Acesso em 
23 abr. 2020. 
 
RIBEIRO, M.R M. Vantagens da padronização aplicada aos processos 
executivos de obras de edificações. Rio de Janeiro, 2014. Disponível em:< 
http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10009167.pdf>. Acesso em 25 
file:///C:/Users/User/Desktop/SUZANA%20-%20UNIUV/TCC/Nova%20pasta/manual_prefabricados.pdf
file:///C:/Users/User/Desktop/SUZANA%20-%20UNIUV/TCC/Nova%20pasta/manual_prefabricados.pdf
https://repositorio.unisc.br/jspui/bitstream/11624/2630/1/Lilyana%20Dalbosco%20Schilero.pdf
https://repositorio.unisc.br/jspui/bitstream/11624/2630/1/Lilyana%20Dalbosco%20Schilero.pdf
 
abr. 2020. 
 
EL DEBS, MOUNIR KHALIL. Projeto estrutural de galerias e canais com aduelas 
de concreto pré-moldado. São Paulo, 2018: Associação Brasileira dos Fabricantes 
de Tubos de Concreto – ABTC. 
 
 
	CENTRO UNIVERSITÁRIO DE UNIÃO DA VITÓRIA – UNIUV CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
	UNIÃO DA VITÓRIA – PR
	2020
	3 JUSTIFICATIVA
	4 OBJETIVO
	4.2 Objetivos Específicos