conceÇÃo e projeto de uma ponte pedonal sobre … · definição da geometria da estrutura...

CONCEÇÃO E PROJETO DE UMA PONTE PEDONAL SOBRE A VIA DE CINTURA INTERNA

Setembro 2013

Maria Mafalda Costa Gomes Eugénio Cardoso

Orientador: Professor Doutor Álvaro Ferreira Marques Azevedo

MESTRADO INTEGRADO ENGENHARIA CIVIL – ESPECIALIZAÇÃO EM ESTRUTURAS 2012/2013

MIEC – Estruturas 2012/2013


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Localização da Obra

Análise Estática e

Verificação da Estrutura

Modelo de

Micromecânica

Estimativa Orçamental

Ensaio em Laboratório

Definição da Geometria

da Estrutura

Organização

1. Localização da Obra

2. Definição da Geometria da Estrutura

3. Ensaio em Laboratório

4. Análise Estática e Verificação da Estrutura

5. Modelo de Micromecânica

6. Estimativa Orçamental

7. Conclusões e Desenvolvimentos Futuros

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros



3




Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros



4




Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros



5




Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Tabuleiro

0.35 m



6




Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Mastros

[m]



7




Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Zonas de Amarração dos Cabos

[m]



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Guarda-corpos



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Acessos

Jardim Botânico Estádio Universitário



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Esquiço Geral da Ponte

Sentido Norte-Sul Sentido Sul-Norte



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Modelo Tridimensional da Ponte

Sentido Norte-Sul



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

Características do Provete Ensaiado:

• Tubos e chapas de alumínio, com E=70.0 GPa ;

• Cola Araldite Standard, com E=1.2 Gpa;

• Tubos circulares com diâmetro externo de 6.0 mm e espessura de parede de 1.0 mm;

• Chapas com 0.8 mm de espessura.



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros



15




Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

y = 107.2800x + 0.0205

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03 3.0E-03

Forç

a (k

N)

Deslocamentos (m)

Ensaio

Linear (Ensaio)

K= 107.28 kN/m

y = 107.2800x + 0.0205 y = 301.3100x + 0.0073

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03 3.0E-03

Forç

a (k

N)

Deslocamentos (mm)

Ensaio

Robot

Linear (Ensaio)

Linear (Robot)

K= 301.31 kN/m



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

Modelo de Cálculo

65% mais Rígido

Provete Ensaiado



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

Iy Decréscimo de

65%

Modelo de Barras do

Robot



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

Variáveis de dimensionamento

• Geometria

• Material Aço

• Ações:

– Cargas permanentes

– Sobrecargas

– Vento

– Temperatura



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Momentos Fletores

• Esforços Axiais

0; 10369

308; 8581

584; 6800

778; 5019

898; 3400

980; 1781

1000; 0

0; 10369

0; 15 699

308; 13 910

756; 11 023

1 069; 8 136

1 240; 5 512

1 398; 2 887

1 429; 0

0; 15 699

-73; -2119

-142; 1761 -246; 86.09 247; -49.05

-7578 -7578

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

-2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

NRd(kN)

MRd,pl(kNm)

Secção D76.1E3 (longarina 2)

Secção D76.1E5 (longarina 2)

Combinação 12 (N-ed máximo) Combinação 12 (N+ed máximo)



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros



21




Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

1.0 m

-100 kN

• 47400 elementos finitos sólidos de 20 nós • 311321 nós • Tempo de cálculo: 4 horas



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

Modelo Femix Modelo Robot

Carga (kN) 100 100

Deslocamento (m) 3.2 x 10-3 1.8 x 10-3

Rigidez (kN/m) 31 250 55 095

Decréscimo de Rigidez de 43%

• Deslocamentos

9330 kPa



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Tensões tangenciais τ31 na cola

5405 kPa

OK!



24




Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

Tensão de Compressão

1 150 kPa 30 200 kPa

Tensão de Tração

575 kPa 14 870 kPa

OK!

OK!



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

• Custos diretos relativos às quantidades de material

• Estimativa de: 624 000 €

• Custo do tabuleiro por m2: 2 300 €/ m2



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

Ensaio Experimental

Decréscimo de Rigidez:

65%

Modelo de Barras do

Robot

Ponte Real

65% ≥ Decréscimo de Rigidez ≥ 43%

Modelo de Barras

Global da Ponte no

Robot

Modelo de Barra no

Robot

Decréscimo de Rigidez:

43%

Modelo de Micromecânica

no Femix

Esforços Resultantes no Adesivo

Esforços Resultantes da Análise Estática



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Modelo de

Micromecânica




da Estrutura

Conclusões e

Desenvolvimentos

Futuros

Desenvolvimentos Futuros

• Estudo do comportamento dinâmico da estrutura

• Dimensionamento de fundações

• Modelo de cálculo para as diferentes fases do

processo construtivo

• Realização de mais ensaios experimentais:

– Ensaios à torção

– Ensaios à flexão com o provete apoiado nas duas

extremidades

– Ensaios de longa duração - fadiga

– Ensaios à escala real



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Obrigada pela Atenção

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