Chumbador Na Rocha

ESTADO DO DOCUMENTO:

REV. DESCRIÇÃO DATA ELAB. VISTO. APROV.

REVISÕES

UHE SANTO ANTÔNIO – PROJETO EXECUTIVO

TÍTULO:

VERTEDOURO PRINCIPAL TRATAMENTO E CONTENÇÕES IMEDIATAMENTE A JUSANTE DA ESTRUTURA

MEMÓRIA DE CÁLCULO

ELABORAÇÃO:

RP ANÁLISE CRÍTICA:

RP APROVAÇÃO:

RP NÚMERO INTERNO:

0802-SA-MC-413-40-050-RA

EMISSÃO:

ABR/2011 REVISÃO:

0A FOLHAS:

36 NÚMERO EMPREENDEDOR:

S-MC-PI-VPG00-C40-0050

PARA COMENTÁRIOS

UHE Santo Antônio - Projeto Executivo

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA i

Número Empreendedor

S-MC-PI-VPG00-C40-0050-0A

INDICE

Item Assunto Página

1. INTRODUÇÃO 1

1.1 OBJETIVO 2

1.2 SISTEMA DE UNIDADES 2

1.3 PARÂMETROS ADOTADOS 2

1.4 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA 3

2. ESTRUTURA 4

2.1 GEOMETRIA 5

3. DIMENSIONAMENTO DAS ANCORAGENS 6

3.1 CARGAS 7

3.1.1 Pressão de Sucção 7

3.2 FORÇA ATUANTE NAS ANCORAGENS 7

3.3 CÁLCULO DA FORÇA RESISTENTE DE CADA BARRA 8

4. COMPRIMENTO DAS ANCORAGENS 9

4.1 ADERÊNCIA ARGAMASSA /BARRA 10

4.2 ADERÊNCIA ARGAMASSA /ROCHA 11

4.3 VERIFICAÇÃO DO ARRANCAMENTO 11

4.4 ARMADURA DE RETRAÇÃO 12

5. CROQUIS 13

ANEXO 1 17

ANEXO 2 25

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 1

1. INTRODUÇÃO

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 2

1.1 OBJETIVO

Esta memória de cálculo tem como objetivo calcular as ancoragens necessárias para que o

enchimento da sobre-escavação de jusante do Vertedouro Principal atenda aos requisitos

necessários de estabilidade.

Todos os cálculos estruturais foram elaborados de acordo com a Norma Brasileira NBR

6118/2003 e os Critérios de Projeto da UHE Santo Antônio.

1.2 SISTEMA DE UNIDADES

Nesta memória adotou-se o Sistema Internacional de Unidades, exceto onde indicado.

1.3 PARÂMETROS ADOTADOS

Apresentam-se as características dos materiais utilizados nesta memória.

ARGAMASSA

Resistência à Compressão ..................................... fck = 20 MPa

AÇO CA-50

Resistência ao Escoamento ................................... fyk = 500 MPa

Coeficiente de Minoração da Resistência .............. γs = 1,15

Área de Aço da barra de φ 32mm ........................... As = 7,07 cm2 (admitiu-se uma

redução de 16

1 φ devido à corrosão

do aço).

Tensão Admissível no contato argamassa/rocha.... σadm,ro = 0,33 MPa (ver Anexos 1 e 2)

Tensão de Cisalhamento da rocha ......................... τadm,ro = 0,05 MPa (ver Anexos 1 e 2)

Peso Específico ..................................................... γ Rocha. = 26 kN/m²

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 3

MAJORAÇÃO DO ESFORÇO ATUANTE

Coeficiente de Majoração dos esforços .................. γ f = 1,3

1.4 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA

- PJ0686-C-R00-GR-CJ-001-0 – Critérios Gerais de Projeto - UHE Santo Antônio.

- NBR 6118/Março 2003 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento.

- S-RP-PA-GEG99-C30-0164 – VP – Canal de Restituição – Tratamento e Contenções

Imediatamente a Jusante da Estrutura.

- ANEXO 1 – Notas de Aula do Curso de Especialização em Engenharia de Barragens –

Universidade Federal de Ouro Preto - 1988.

- ANEXO 2 – Design Methods in Rock Mechanics – Sixteenth Symposium on Rock Mechanics –

Rock Anchors – Design and Quality Control – G.S Littlejhon and D. A Bruce – 1977.

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 4

2. ESTRUTURA

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 5

2.1 GEOMETRIA

Apresenta-se, a seguir, a sobre-escavação de jusante do Vertedouro Principal.

Figura 2.1. – Planta

Figura 2.2 – Corte Típico

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 6

3. DIMENSIONAMENTO DAS ANCORAGENS

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 7

3.1 CARGAS

Como a sobre-escavação é variável tanto na profundidade como na extensão, fica difícil calcular

com precisão o peso próprio do enchimento de concreto, desta forma, a favor da segurança a

pressão de sucção será resistida apenas pelas barras de ancoragem.

3.1.1 Pressão de Sucção

0,15P2

××= ; onde v=20m/s

m.c.a 3,0102

200,15P

Pressão de Sucção = 39,0kN/m² *1,3 x kN/m30,0103,0 2 ==×

* Coeficiente de majoração dos esforços.

3.2 FORÇA ATUANTE NAS ANCORAGENS

No sentido do fluxo, a extensão da sobre-escavação é variável, contudo em nenhum ponto ela é

maior que 7,0m. Nesta direção serão adotadas 2 linhas de ancoragem.

No sentido perpendicular ao fluxo, será adotado um espaçamento entre barras de ancoragem de

1,50m.

Desta forma, a força atuante em cada barra de ancoragem será igual à pressão de sucção

multiplicada pela área de influência e dividida pelo número de linhas de ancoragem, ou seja:

arra204,75kN/b*2

1,5m x 7,0m x 39,0kN/m²F ==

* 2 linhas de ancoragem no sentido do fluxo.

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 8

3.3 CÁLCULO DA FORÇA RESISTENTE DE CADA BARRA

As contribuições das ancoragens no enchimento serão calculadas admitindo-se que as barras

estarão sujeitas somente à tração direta.

φ da barra a ser utilizada = 32,0mm

Redução no φ da barra devido à corrosão = cm;0,216

Área útil da barra = ;cm7,074

0,2)(3,2 22

=− π

Força de tração resistente por barra: kN/barra307,391,15

7,0750SfN ydd =

×=×= φ ; (ver item 2.2,

Anexo 1)

Conclui-se que a força resistente (Nd) de cada barra supera a força atuante (F):

Força Resistente = 307,39kN/barra > Força Atuante = 204,75kN/barra ; OK

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 9

4. COMPRIMENTO DAS ANCORAGENS

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 10

O comprimento de ancoragem adotado será o maior valor entre a aderência Argamassa/Barra e

Argamassa/Rocha, apresentados a seguir:

4.1 ADERÊNCIA ARGAMASSA /BARRA

Na verificação da aderência, o máximo esforço de tração do aço deverá ser absorvido pela

resistência de aderência na área lateral de contato, conforme Anexo 1, item 2.3. Os valores da

resistência de aderência de cálculo entre o aço e concreto e aço e argamassa na ancoragem de

armaduras passivas foi obtido conforme NBR 6118, 2003, item 9.3.2.

MPa1,105200,30,7f0,30,7f

infctk,ctd =

γ= xxxx

25,21 =η para barras nervuradas (Aço CA-50);

0,12 =η para situações de boa aderência;

0,13 =η para φ32,0 mm;

MPa2,451,1051,01,02,25ff ctdbd =×××=×η×η×η=321

Tensão de Aderência Admissível no contato Argamassa/Barra: 2bdadm kN/cm0,245f ==σ

kN/barra187,61,15

4,3150SfN ydd =×=×= φ

Comprimento de Ancoragem:

cm76,17)cm3,2(kN/cm0,245

kN187,6

2Lateraladm

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 11

4.2 ADERÊNCIA ARGAMASSA /ROCHA

Na verificação da aderência, argamassa rocha, foi adotada, conforme Anexo 1, item 2.4:

Tensão Admissível no contato Argamassa/Rocha: 2roadm, kN/cm0,033=σ , para rocha semi-alterada

ou sã fraturada.

Diâmetro do Furo: φf = 5,0cm.

Comprimento de Ancoragem:

cm361,91cm),05(kN/cm0,033

kN187,6

2Lateralro adm,

4.3 VERIFICAÇÃO DO ARRANCAMENTO

A verificação do arrancamento foi feita conforme Anexo1, item 2.5.

Admitindo uma superfície de ruptura formada por um ângulo de 30º a partir da extremidade da

barra, pode-se determinar a força resistente da seguinte forma:

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 12

Área Lateral do Cone:

211CONE m1,57

m0,87)tan30m0,87(2

d)tan30d(2

1A =××=××=

o ππ

Área Lateral do Cilindro:

Admitindo-se uma profundidade na rocha de 6,0m.

2CILINDRO m16,11m*) 0,87 - m0,6( m)0,50(2 )(2A =××=××= ππ Hr

*altura do cilindro menos altura do cone.

Tensão de Cisalhamento na Ruptura:

2ro adm, 50kN/m=τ (Rocha semi-alterada a sã fraturada).

Força Resistente:

TOTALAT roadm, ×=τ = 50,0 kN/m² x (1,57 m² + 16,11 m²) = 884,0 kN

Esta força é maior que a força atuante por barra = 204,75 kN ; portanto OK

4.4 ARMADURA DE RETRAÇÃO

Para evitar possíveis fissuras devido à retração do concreto será prevista uma malha de armadura

com ferros φ20,0 mm espaçados a cada 20,0 cm na face superior do enchimento. Para garantir

uma prefeita aderência, estas armaduras deverão estar imersas em uma laje com 1,0m de

espessura executada com concreto fck 20,0 MPa.

Número Interno

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5. CROQUIS

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 14

Figura 5.1 – Disposição das Ancoragens

Número Interno

0802-SA-MC-413-40-050-RA 15

Figura 5.2 - Corte A

Número Interno

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Figura 5.3 - Detalhe Típico

Número Interno

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ANEXO 1

Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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ANEXO 2

Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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Número Interno

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