Volume 3B - Memória de Cálculo - dnit.gov.br · 3. Memória de Cálculo do Pontal I 010 4....

_ TECNOPLAN - Projetos e Consultoria Ltda.

Rua Arlindo Gouveia, 39 Ed. Stª Maria sls.120/130 - Madalena Recife/PE - CEP: 50.720-595 - Fone/Fax (0xx81) 3227-6277/3446-6476 - E-mail: tecnoplan@tecnoplanengenharia.com

Índice

1. Apresentação 004

2. Mapa de Situação 008

3. Memória de Cálculo do Pontal I 010

4. Memória de Cálculo do Pontal II 033

1. Apresentação

TECNOPLAN - Projetos e Consultoria Ltda., empresa de consultoria, sediada à Rua Arlindo Gouveia nº 39, conj. 120/130, Madalena - Recife/PE, , Fone/Fax: (0xx81) 3227.6277/3446.6476, e-mail: tecnoplan@tecnoplanengenharia.com, inscrita no CNPJ do M.F. sob o nº 00.550.439/0001-98, apresenta ao Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes - DNIT, através da Superintendência Regional no Estado de Pernambuco, o Volume 3B – Memória de Cálculo das Estruturas, referente ao Projeto Executivo de Engenharia para Recuperação, Reforço e Reabilitação dos Pontos sobre o Riacho Pontal I e II abaixo descriminados:

Rodovia : BR-122/PE Trecho :Divisa.CE/PE-Entr.BR-235/407/423/428(B)(Divisa:PE/BA)

(Petrolina/Juazeiro) Subtrecho :Entr.BR-428(A)(Lagoa Grande) - Entr.BR-235/407/423/428

(B) (Divisa:PE/BA)(Petrolina/Juazeiro) Segmento : km 256,50 e km 256,65 Código do PNV : 122BPE0370 Os elementos que caracterizam o contrato assinado entre a Consultora e o DNIT

são: Nº do Edital ...................................................................: C/C Nº 725/2008 Data da Licitação ..........................................................: 22/12/2008 Data da Assinatura do Contrato....................................: 28/07/2009 Data da Publicação no D.O.U. ......................................: 31/07/2009 Ordem de Serviço .........................................................: 03/08/2009 Nº do Contrato ..............................................................: SR/PE-014/2009 Processo Administrativo................................................: 50.604.004.361/07-89

1.2 Volumes Componentes do Relatório O Projeto de Engenharia é apresentado nos Volumes discriminados a

seguir:

- Volume 1 – Relatório do Projeto - Volume 2 – Projeto de Execução - Volume 3 – Memória Justificativa - Volume 3B – Memória de Cálculo das Estruturas - Volume 4 – Orçamento e Plano de Execução

• Volume 1 – Relatório do Projeto

Contém uma síntese das metodologias adotadas nos estudos e projetos componentes do Relatório, as quantidades e as especificações dos serviços. É apresentado em tamanho A4.

• Volume 2 – Projeto de Execução

Contêm as plantas, desenhos tipos, seções transversais e quadro com as

relações dos serviços necessários a execução da obra. E apresentado em tamanho A3.

• Volume 3 – Memória Justificativa

Contém todas as metodologias que possibilitam a definição das soluções a serem adotadas para os diversos itens de serviços. Apresenta, também, todos os estudos realizados que, de alguma forma orientam a tomada de decisões com relação às soluções adotadas. É apresentado em tamanho A-4.

• Volume 3B – Memória de Cálculo das Estruturas

Contém a memória de cálculo das Estruturas

• Volume 4 – Orçamento e Plano de Execução

Contém resumo dos preços, demonstrativo do orçamento e composições de preços unitários de serviços não constante no SICRO. É apresentado em tamanho A-4.

2. Mapa de Situação

3. Memória de Cálculo do Pontal I

3.1 Memória de Cálculo do Pontal I

Descrição da Obra Esta estrutura existente possui 42,10 metros de extensão e 10,10 metros de

largura na seção transversal. Optou-se por ampliar a seção transversal da ponte em questão para 14,80 metros aumentando o comprimento do balanço e a espessura da laje.

Para garantir a estabilidade da estrutura da ponte com a nova seção transversal de 12,00 metros, foi projetado o reforço das vigas principais e a protensão de duas vigas novas apoiando a laje do tabuleiro. As armaduras de reforço são integradas as vigas existentes com a utilização de graute e concreto jateado. A protensão da laje será aplicada com uma força de 13,5 Tf por cordoalha.

Normas utilizadas

• NBR 6118/2004 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento;

• NBR 7187/1987 – Projeto e execução de Pontes em Concreto Armado e Protendido;

• NBR 7188/1985 – Carga móvel em Ponte Rodoviária e Passarela de pedestre;

• NBR 6122/1996 – Projeto e execução das fundações;

• NBR 8681 - Ações e segurança nas estruturas;

• AASHTO LFRD – SI UNITS / 4ª EDITION / 2007

Materiais

• Concreto: fck= 30 Mpa

• Aço: CA-50ª

• Cordoalhas: CP 190 RB com φ 12,7 mm Análise e saída de resultados Modelo analisado A obra foi modelada e analisada com o software SAP2000. O modelo consiste de

vigas principais apoiadas nos encontros, que foram modelados como elementos tipo FRAME. A laje que foi modelada como elemento tipo SHELL.

O objetivo de se utilizar um software para modelar a obra são:

• Obter um modelo tridimensional mais próximo do real, assim otimizando o uso dos materiais e das características da estrutura e reduzindo o custo global da obra;

• Obter os esforços e deslocamentos devido aos carregamentos aplicados na estrutura para, posteriormente, serem utilizados no dimensionamento e na verificação das peças componentes da obra.

Para o dimensionamento e análise do efeito da protensão foram utilizadas planilhas Mathcad.

Modelo 3D completo – SAP2000

Carregamentos considerados Foram impostos no modelo os seguintes carregamentos no modelo:

• Peso próprio dos elementos – são representadas pelos elementos constituintes da estrutura (vigas e lajes), tanto quanto os que estão fixos à mesma (guarda-rodas, guarda-corpo , pavimentação). Tais esforços são obtidos a partir do volume de cada peça através de seu peso específico para cada material e é considerado automaticamente pelo software. A tabela seguir mostra o peso dos materiais utilizados:

Material (t/m³)

Concreto armado 2,5

Pavimentação 2,4

• Carga móvel – são representadas através do veículo que circularão sobre a

ponte, de acordo com a NBR 7188 (1984). O trem-tipo usado compõe de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas, conforme figuras e tabela abaixo:

Vista lateral do veículo

Dimensões da área de contato das rodas no pavimento

Tabela de carga do veículo

• Impacto vertical – o efeito do impacto devido às cargas móveis foi analisado conforme NBR 7187, onde a mesma admite que seus valores sejam multiplicados pelo coeficiente de impacto calculado pela seguinte expressão:

para pontes rodoviárias; onde l é o comprimento do vão teórico de cada elemento carregado.

• Frenagem – é considerada como uma força resultante devido à movimentação do veículo sobre a ponte, em virtude de sua massa. O valor desse esforço é dado pela NBR 7187, 30% do peso do veículo, e é representado no dimensionamento da estrutura como uma força longitudinal no meio da seção transversal.

• Variação de temperatura – foi considerado uma variação de temperatura

uniforme de ±15°C, de acordo com a NBR 7187. O coeficiente de dilatação térmica do concreto foi estabelecido em α=10-5 °C.

• Vento – foi considerado como uma força horizontal agindo normalmente ao eixo

da estrutura e uniformemente distribuído ao longo do eixo. A velocidade básica do vento foi de 30m/s, de acordo com a NBR 6123.

• Pressão causada pela água nos pilares (correnteza) – foram levados em conta e introduzidos na estrutura os esforços devido a pressão da água, segundo a NBR 7187:

(KN/m)

onde v=2,5m/s é a velocidade da água e k é o coeficiente adimensional

(0,34 para elementos com seção transversal circular).

Saída de resultados Com o carregamento aplicado na estrutura, o SAP2000 nos fornecerá os esforços em cada elemento discretizado no modelo tridimensional.

Esforços devido ao Peso próprio

Esforços devido ao Pavimento+Recapeamento

Esforços devido ao Guarda-rodas

Esforços devido ao Trem tipo

• Lajes

-Peso próprio

Momento M11

Momento M22

-Carga móvel

Momento M11+

Momento M11-

Momento M22+

Momento M22-

-Pavimentação

Momento M11

Momento M22

-Guarda-rodas

Momento M11

Momento M22

-Temperatura

Momento M11

Momento M22

4. Memória de Cálculo do Pontal II

4.1 Memória de Cálculo do Pontal II Descrição da Obra Esta estrutura existente possui 42,10 metros de extensão e 10,10 metros de