josé martinho de azevedo rodrigues - metodo de culmann - ancoragens e tirantes

7/28/2019 Jos Martinho de Azevedo Rodrigues - Metodo de Culmann - Ancoragens e Tirantes

1/41

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

MTODO DE CULMANAncoragens e Tirantes

Programa de apoio acadmico

Disciplina: Obras de Terra I

rea de projeto: Desenvolvimento de material didtico

Professor: Jos Martinho de Azevedo Rodrigues


2/41

2

ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO ATIRANTADAS

MTODO DE CULMAN

'cri

A

P

F

R PLANO DE ANCORAGEM

B

q (kPa)

c.l

PLANO CRTICO

D

H

Parmetros geotcnicos

c = coeso

= ngulo de atrito interno do solo

= peso especfico do solo

q = sobrecarga (kPa, kgf/cm, tf/m)


3/41

3

Onde:

CR= ngulo formado pela horizontal com o plano crtico de deslizamento (plano demenor coeficiente de segurana ao deslizamento)

= ngulo formado pela horizontal com um plano qualquer de possvel deslizamento

i = inclinao do talude com a horizontal

= ngulo formado pela horizontal com o plano de ancoragem

= ngulo formado pela horizontal com a inclinao do terreno acima da cortina

= ngulo formado pelos tirantes com a horizontal

= ngulo formado pelos tirantes com o plano crtico de deslizamento

= + CR

P = peso da cunha mais provvel de deslizamento com dimenso unitria.

Obs.: em taludes sujeitos sobrecarga, esta dever ser includa no clculo de P.

R = reao do macio terroso sobre a cunha ABD

l = comprimento da linha de maior declive do plano crtico de deslizamento

c.l = fora de coeso necessria para manter a cunha ABD em equilbrio

F.S. = coeficiente de segurana ao deslizamento

F.S.min = coeficiente de segurana mnimo (relativo ao plano crtico de deslizamento)

F.S.p = coeficiente de segurana obtido com as foras de protenso

F = fora de protenso necessria para obteno do fator de segurana F.S.p = 1,5 cunhaABD (com dimenso transversal unitria)

H = altura da estrutura de arrimo

q = sobrecarga


4/41

4

Formulrio

Mtodo de Culman

2

+=

iCR

CR +=

)(.

cos..min

=

CRsenP

lcFS

50,1=pFS (adotado)

minFS

FSp=

)(cos)(..1

= CRsenPF F (tf/m)

Clculo do no de tirantes (na vertical)

Adotando-se um espaamento horizontal entre os tirantes, igual a e (metros), a forade protenso por vo de: e(m). F (tf/m) = e.F (tf)

Para o clculo do nmero de tirantes necessrios para combater o esforo e.F, bastadividir este esforo pela carga de trabalho admissvel do tirante que ser utilizado.

admissveltrabalhodeac

Feverticalnatirantesden

o

arg.

=

Definio do plano de ancoragem

Mtodo Analtico

Sendo)'().'(

=senisen

KFS

Onde:

cos..2 isenHcK =

Fixando o valor de FS em 1,5; determinamos o ngulo do plano de ancoragem ()

Mtodo Grfico (ver anexo 2)


5/41

5

Clculo do comprimento de ancoragem

O comprimento de ancoragem deve atender a duas condies:

a) Aderncia entre o tirante e a pasta:

dffl

ck

y

anc ...310

(ver anexo da EB-3/67)

b) Aderncia entre a pasta e o macio:

b

ancD

Tl

..

onde:

lanc = comprimento de ancoragem do tirante

fy = tenso de escoamento do tirantefck= tenso de ruptura da pasta

= coeficiente de aderncia ( = 1,8 para o ao CA-60B)

d = dimetro do tirante

D = dimetro do cilindro da pasta, no trecho da ancoragem

T = esforo do teste de trao do tirante

b = resistncia devido aderncia pasta-rocha ou aderncia pasta-solo

Nota: Adotaremos como comprimento de ancoragem (lanc) o maior dos dois valoresencontrados, ou seja, o calculado no item a) ou no item b) acima.

Exemplo numrico:

2

+=

iCR = 2

3090 += 60o

CR= 60o

= 30o

q= 3,6tf/m

heq= q/ = 2m

Plano de ancoragem

H=8,0

Dados:c= 0,5tf/m = 30o = 1,8tf/m = inclinao do tirante = 15o

i = 90o


6/41

6

CR += = 15 + 60 = 75o

)(.

cos..min

=

CRsenP

lcFS =

30.8,1.1.2

8,5.1030cos.4,11.5,0

sen

= 0,19

50,1=pFS

minFS

FSp= =

19,0

50,1= 7,89

)(cos

)(..

1

= CR

senPF =

45cos

30.2,52.

89,7

189,7 sen F = 32,1 tf/m

Adotando-se um espaamento e = 3,00 m

Temos: e.F = 32,1 . 3,00 = 96,3 tf/ 3m

Utilizando-se tirante Qw = 34,7 tf (ST-85 - = 32mm)

No de tirantes na vertical = ==6,34

1,32.00,3.

Qw

Fe2,78 = 3 tirantes

- Painel tipo de 15,00 m Vista Frontal ( ver anexo 3)

- Painel tipo de 10,00 m Vista Frontal ( ver anexo 4)

Determinao do plano de ancoragem () (pelo mtodo analtico)o

H

c

32'06,010.8,1

5,0.2

.

.2===

Distribuio de tirantes na vertical com o diagrama de empuxo (ver anexo 2)

A1 = A2 = A3 A1 A2 A3ou

F1 = F2 = F3 F1 F2 F3

Distribuio de drenos

Curtos (Barbars)

Suborizontais (drenos profundos) quando for o caso

Comentrios da NBR-5629/96 da ABNT

- Comprimento livre mnimo: ll = 3,00 m

- Altura do aterro mnima sobre o incio ou o ponto mdio do trecho da ancoragem:haterro 5,00 m


7/41

7

Comentrios prticos do mtodo de Culman

1. A fora F de protenso, para estabilizar a cunha ABD, com FS = 1,5, dada porespaamento horizontal unitrio.

2. A NBR-5629/96 da ABNT recomenda e 1,30 m

3. A fora F dever ser distribuda atravs do diagrama de empuxo e duas hiptesespodero ocorrer:

Hiptese 1 - Hiptese 2 -

Notas:

1) Caso da hiptese 1, quando temos: A1 = A2 F1 = F2

2) Caso da hiptese 2, quando temos: A1 A2 F1 F2, no muito usual pois

implicar na utilizao de ancoragens de diferentes capacidades de carga.

3) Em ambos os casos, podemos ter qualquer tipo de diagrama, triangular, trapezoidalou outro qualquer.

4. As ancoragens podero ser definidas pelo plano de ancoragem, calculadas pelo mtodode Culman, analitica ou graficamente.

5. As ancoragens podero ser ancoradas a partir da superfcie provvel de ruptura,determinada atravs de mtodos clssicos, como por exemplo, Fellenius, Bishop, etc.

6. Determinao da provvel superfcie de ruptura, atravs de mtodos clssicos deFellenius ou Bishop, de fator de segurana (F.S. = 1) ou o C.G. do trecho de ancoragempoder se situar no crculo provvel de ruptura igual a 1,5 (F.S. = 1,5).

F1

F2

A1

A2

F1

F2

F1 = F2A1 = A2

A1

A2

F1 F2A1 A2


8/41

8

7. Comentrios da NBR-5629/96/ ABNT

8. Ensaios de tirantes

Ver o que a NBR-5629/96 em relao a este item, no anexo 8

9. Instrumentao

A NBR recomenda que em toda estrutura de concreto armado atirantada, tenhamos nomnimo 5% das ancoragens instrumentadas, atravs da utilizao de dispositivos eequipamentos que possam medir carga, como clulas de carga de deformaes, dispositivosdenominados alongametros.

10. Definio do comprimento dos painis tipo

Normalmente em estruturas de concreto armado, expostas aos raios solares, chuvas evariaes trmicas, tm comprimentos j consagrados na rea estrutural, da ordem de 10 a15 m.

Aplicaes ou uso de ancoragens

1 Execuo de estruturas de arrimo estabilizao de taludes

1.1 Cortinas atirantadas

So estruturas de concreto armado atirantadas atravs da utilizao de tirantes ancorados nosolo ou no.

Haterro 5 0 m

Llmin 3,0 m

= 15

FS= 1,5FS= 1,0


9/41

9

Podem ser executadas de cima para baixo, pelo sistema conhecido como mtodobrasileiro ou pelo processo tradicional, de baixo para cima.

A colocao da estrutura de concreto armado e dos tirantes pode ser feita antes ou depois daconcretagem.

1.2 - Cortinas de estacas-prancha

Consiste numa estrutura composta por perfis metlicos, que constituem as estacas,espaados uns dos outros por uma distncia da ordem de 1,5 a 2,0 m. Os perfis socravados numa primeira etapa.

A seguir inicia-se a escavao entre os perfis metlicos, concomitantemente com acolocao de pranches de madeira de lei, do tipo peroba do campo, maaranduba, etc. Esteprancho encunhado entre 2 almas, de modo a se executar uma parede de estacas prancha,de cima para baixo, sempre encunhando-a entre perfis e contendo o solo a montante do

alinhamento longitudinal dos perfis metlicos.A escavao prossegue simultaneamente com a colocao dos pranches horizontais demadeira. usual a colocao de 1 a 2 pranches abaixo do ltimo nvel de escavao.

NVEL FINALDA ESCAVAO

PLANTA

VISTA FRONTAL NVEL DOTERRENO

Em funo da altura de escavao, poder optar-se por uma soluo utilizando estroncasapoiadas em vigas longitudinais, denominadas de longarinas, ou ainda uma soluo comtirantes provisrios ao invs de estroncas.


10/41

10

SEO TRANSVERSAL TIPO: ESTONCAS

PERFIS METLICOSC/ PRANCHESHORIZONTAIS DEMADEIRA

NT

LONGARINA

NVEL DEESCAVAO

MOFRANCESA

NT

LONGARINA

MOFRANCESA

SEO TRANSVERSAL TIPO: TIRANTES PROVISRIOS

NE

1.3 Parede diafragma

Parede de concreto armado que utiliza lama bentontica, moldada in-situ.

A lama bentontica, com base nas propriedades tixotrpicas, tem a finalidade de escavar,contendo as paredes da escavao.

O concreto utilizado especial, com slump test (trabalhabilidade) de (20 2) cm, comum consumo mnimo de cimento de 400 kg/m de concreto, portanto, um concreto autoadensvel.

Hoje, so utilizadas em grande escala, paredes diafragma pr-moldadas com comprimentosda ordem de 12/ 15 m, e sees transversais do tipo (60 x 240), (90 x 240), por exemplo.


11/41

11

2 Reforo de estruturas de arrimo pr-existentes

Execuo de grelhas em concreto armado, ou seja, vigas horizontais e verticais noponto de encontro das vigas, instalao de tirantes.

Execuo de vigas metlicas verticais e horizontais com tirantes no ponto de encontro.

Na realidade, a execuo de um reforo de uma estrutura de arrimo existente que, poralgum motivo tornaram-se insuficientes no tocante ao tombamento, ou ao deslizamento, oua ambos.

Aplicaes e vantagens do mtodo

1 - Maior resistncia aos esforos horizontais

2 - Uniformizao das presses sobre as fundaes

3 - Maior resistncia estrutural pela utilizao de grelha de concreto armado, apoiada nos

tirantes e armando a antiga estrutura

3 Constituio de encontro de pontes

Este tipo de estrutura apresenta freqentemente problemas de recalques diferenciais, devido superposio no campo de presses de terra sobre as das fundaes das pontes.

O mtodo de ancoragens permite separar as terras do aterro junto a estrutura da ponte(encontro).

4 Ancoragens - Estruturas de diferentes tipos em encostas

O mtodo permite executar estruturas sobre encostas, em condies que apresentariamdificuldades de assegurar a estabilidade, no caso de ausncia de ancoragens.

Tem sido utilizado o mtodo de ancoragens para a estabilizao das fundaes detubulaes e outras estruturas em barragens hidroeltricas, tais como condutos forados,chamins de equilbrio, estruturas de drenagem sobre superfcie de rocha, etc.

5 Estabilizao de escavaes subterrneas tais como cavernas e tneis

Trata-se de uma aplicao muito antiga que precedeu o processo de escavao a cu aberto.

Nota-se que devido a tenses internas e a existncia de material expansivo nas fraturas ediclases, certas rochas apresentam tendncia a escamarem, s vezes to violentamente queconstituem verdadeiras exploses de rocha.

A experincia tem mostrado que, se as deformaes iniciais so evitadas ou minimizadaspor meio de chumbadores, a rocha se comporta muito melhor.


12/41

12

6 Fundaes de postes, mastros, torres de telefricos e outros

Tais estruturas apresentam esforos horizontais e ascensionais, muito importantes, diantedas cargas verticais de peso.

7 Uso de ancoragens em barragens e estruturas auxiliares

muito comum a utilizao de ancoragens em estruturas auxiliares de barragens, como porexemplo, em vertedouros, em funo do seu tipo e forma.

ESTRUTURA DE

CONCRETO ARMADO

TIRANTES

8 Resistncia a foras de subpresso

As ancoragens constituem uma soluo vantajosa em muitos casos de estruturas sujeitas aimportantes foras de subpresso, tais como piscinas, lajes de subsolo, diques, galerias demetr, estaes de metrs, garagens em praas pblicas (ex. Cinelndia), etc.

O combate a tais foras era realizado, tradicionalmente, pelos seguintes mtodos:

8.1 peso prprio da estrutura

8.2 drenagem profunda/ rebaixamento do lenol fretico

8.3 estacas de trao

Exemplo: Prdio do BNDES combate de subpresso de 16 m de coluna dgua com opeso prprio da estrutura e utilizao de 1670 tirantes definitivos de 450 kN.

9 Resistncia a esforos horizontais e inclinados

Tais esforos so comuns em estruturas hidrulicas como tubulaes diversas, cais, dentreoutras, bem como nas estruturas hiperestticas e protendidas (pistas de pouso e decolagemem aeroportos, por exemplo)


13/41

13

10 Fundaes sobre rocha inclinada

Um problema difcil o das fundaes profundas sobre rocha muito inclinada e lisa.

o caso de executar uma estrutura de concreto armado auxiliar, que servir de apoio paraa sapata de construo.

chumbadores

Rochainclinada

ll

La tirante

sapata

Bloco de apoiode concretoarmado

Exemplo 10.1Exemplo 10.2

estaca

chumbador

Perfurao emrocha = ...mm

Dever ser dimensionada para os esforos transmitidos pela sapata, bem como as tensescisalhantes no contato estrutura de concreto x rocha.

Poder ser necessria tambm, a execuo de um ponto de apoio para a ponta da estaca narocha. Portanto, a rocha dever ser retirada, com um dimetro especificado, de modo querevista todo o furo com tubos de revestimento.

A rocha ser perfurada dentro do revestimento para que se possa introduzir um chumbadore fix-lo na rocha.

Aps esse procedimento, a estaca pr-moldada de concreto ser introduzida dentro do tubode revestimento, j escavado, de modo que o chumbador fique centralizado com o eixo daestaca.

Aplicar o grout e depois de endurecido, retirar o tubo de revestimento. (preencher comgrout o vazio entre a superfcie lateral da estaca e a superfcie do terreno, aps a retirada dorevestimento).

11 Estabilizao de lascas de rocha ou blocos sobre a rocha

o caso de tirantes ancorados em rocha ou chumbadores para fixao de blocos ou lascasde rocha a rocha matriz.

pertinente tambm a utilizao de tirantes que permitam que determinadas estruturas deconcreto resistam a provveis deslocamentos de blocos de rocha soltos.


14/41

14

12 Estaiamento de estruturas sujeitas especialmente ao vento

Consiste na execuo de um tirante ancorado em solo ou em rocha.

Normalmente ele inclinado e dimensionado para resistir ao esforo de trao provocadopelo vento, no tabuleiro de uma ponte, ou de uma torre, ou de outra estrutura.

NA

13 Encontros de pontes pnseis e sustentao de coberturas

Trata-se de outro caso particular de estruturas com elevadas cargas horizontais.

O uso de ancoragens permite reduzir consideravelmente os volumes dos blocos deencontro, capazes de ancorar os cabos, especialmente no caso do solo superficial no serrochoso.


15/41

15

14 Deslocamento de estruturas pr-existentes

O mtodo permite deslocar estruturas pr-existentes, como por exemplo, muro desustentao ou blocos de fundaes de tanques ou outras estruturas sobre uma nicafundao.

Com efeito, possvel com utilizao de ancoragens, aplicar foras muito elevadas,distribudas e orientadas convenientemente para deslocar as referidas estruturas.

15 Ensaios de carga in-situ

Placas (NB-27)

Estacas e tubules (NB-20 NBR-6122/86)

Sistema clssico de utilizao de tirantes ancorados no solo ou na rocha, presos a umaestrutura de reao.

VIGA DE REA O

tirante

ll

Lanc

BC

ESTACA

macaco

Coloca-se um macaco na interface bloco de coroamento/ viga de reao. O deslocamentodo mbolo do macaco para cima comprime a viga de reao, que por sua vez, traciona ostirantes.

O tirante tracionado pela ascenso vertical da viga, de baixo para cima. A esta aocorresponde uma fora de compresso.

Portanto, sob todos os aspectos de custos e segurana de prova de carga, esta a concepomais utilizada.

Existem inmeros exemplos, dentre eles, a prova de carga no tubulo da ponte Rio-Niteri.


16/41

16

16 Cravao de estacas de reao

Estacas pr-moldadas de concreto armado, metlicas ou de madeira, que so cravadas(prensadas) atravs de um sistema de reao.

Para o sistema de reao poder ser utilizada uma cargueira ou tirantes verticais ancoradosno solo.

Estacaspr-moldadas

tirante

Viga de reao

macaco

17 Pr-adensamento do solo ou de fundaes

Uso de sistemas elsticos auxiliares

usual o processo de pr-adensamento do terreno de fundao ou fundaes individuais,do tipo sapatas ou placas isoladas, por meio de pr-carregamento com carga auxiliar, que sesubstitui pela carga da construo (peso prprio), uma vez obtido o pr-adensamentoconveniente do solo.

Pode se obter esse efeito, aplicando a carga ao terreno (solo) por meio da utilizao deancoragens.

Como o solo a que o processo se aplica , em geral compressvel, as ancoragens vo

perdendo a carga inicial medida que o solo se deforma (recalca).Para manter a eficincia das ancoragens, pode se coloc-las periodicamente em tenso.


17/41

ANEXO 1Desenho Esquemtico

Corte


18/41

lTla

llt

6

lla

2

1

3

45

7

8

lo

1. Cabea de ancoragem

2. Bloco de apoio

3. Estrutura de apoio4. Perfurao

5. Bainha de proteo

6. Tirante

7. Bulbo de ancoragem

8. P de ancoragem

9. llT comprimento livre de tirante

10. lo comprimento de ancoragem do tirante11. lla comprimento livre da ancoragem

12. la comprimento do bulbo

13. lT comprimento total


19/41

ANEXO 2

Determinao do plano de ancoragem ()Mtodo Grfico


20/41

DETERMINAO DO PLANO DE ANCORAGEM (

')

2cH

0,05

0,10

0,15

0,03

15 20 25 30 35

c - Coeso - Peso especfico aparente - ngulo de atrito interno

H

i '

ESC.: 1:100

FS=2c. seni.cos. H sen(i-).sen('-)

FS= 1,5

= 15

I=9

0

I=8

0

I=70

I=70I=

80

I=9

0

= 20

I=70

I=8

0

I=9

0

= 25


21/41

ANEXO 3

Painel tipo H= 8,0 m e L= 15,0 mVista Frontal - Forma


22/41

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

12 13 14 1511

1,5 3,0 3,0 3,0 3,0 1,5

1,5

3,5

2,0

1,0

8,0

32

ll3

llmin>3,0m

LEGENDA:

TIRANTES

DRENO CURTO

DRENO SUBORIZONTAL PROFUNDO

PAINEL TIPO DE COMPRIMENTO 15,0m (e = 3,0 m)

VISTA FRONTAL - FORMA

ESC. 1:125

ll8

ll13

areia

britas1

1

CORTE 1


23/41

QUADRO RESUMO DE TIRANTES

TIRANTES UNID.

N ll lanc ltot

COMPRIMENTOS (m)

TOTAL1 A 5

6 A 10

11 A 15

5

5

5

8,0

4,0

3,0

8,0

8,0

8,0

12,0

16,0

11,0

80,0

60,0

55,0

195,0TOTAL

QUADRO DE CARGA- CARGA DE ENSAIO: Qe =61 tf

- CARGA DE TRABALHO: Qw =34,6 tf

- CARGA DE INCORPORAO: Qi =27 tf

- PERFURAO EM SOLO = .......... m

DIMETRO () =

PERFURAO

- PERFURAO EM ROCHA ALTERADA =.......... m

- PERFURAO EM ROCHA =.......... m

TRAO: GUA/ CIMENTO/ ADITIVOS: ...............

INJ EO DE CALDA DE CIMENTO

FATOR GUA/ CIMENTO: ..........

ADITIVOS: ..........

fck >25 MPa


24/41

ANEXO 4

Painel tipo H= 8,0 m e L= 10,0 mVista Frontal - Forma


25/41

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

12 13 14 1511

1,25 2,5 2,5 2,5 1,25

1,5

3,5

2,0

1,0

8,0

32

h

ll3

llmin>3,0m

LEGENDA:

TIRANTES

DRENO CURTO

DRENO SUBORIZONTAL PROFUNDO

PAINEL TIPO DE COMPRIMENTO 10,0m (e = 3,0 m)

VISTA FRONTAL - FORMA

ESC. 1:125

ll8

ll13

areia

britas

1

1

CORTE 1

2,5


26/41

ANEXO 5

Fases de execuo da cortina ancoradaMtodo Brasileiro


27/41

FASES DE EXECUO DA CORTINA ANCORADA(Mtodo Brasileiro)

CORTE FRENTE

FASE 1 - Escavao de nichos para colocaodos tirantes (1 fileira).

FASE 2 - Perfurao, colocao do tirante,injeo do furo, colocao da placa,protenso com esforo de ensaio,ancoragem da placa com esforo deincorporao.

FASE 3 - Repetio das operaes das fases1 e 2, com relao as placas restantesda 1 fileira.

FASE 4 - Concretagem da cortina na faixarelativa 1 fileira. Repetio dasoperaes das das fases 1 e 2 comrelao s placas alternadas da 2 fileira

FASE 5 - Repetio das operaes das dafase 3 com relao s placas da 2fileira, concretagem da cortina nafaixa relativa 2 fileira.

FASE 6 - Prosseguimento dos trabalhos damesma maneira at a concluso dacortina.


28/41

ANEXO 6Cargas em ancoragensABNT- NBR-5629/96

Sistema de Monobarras


29/41

TIPO DIMETRO SEO SEO DIMETRO CARGA TENSO DENOMINAL PL ENA REDUZIDA MN. DE L IMITE ESCOAMENTO PROVISRIA DEFINITIVA

OU EFETIVO (As) P/ ROSCA PERFURAO (Qlim) DO AO F.S.= 1,5 F.S.= 1,75() (As') RECOMENDADO (f' yk) (Qw) (Qw)

(mm) (mm) (mm) (mm) (kN) (kgf/mm) (kN) (kN)

CA-50 25 506,7 430,7 75 194,0 130,0 110,0CA-50 32 791,7 672,9 100 258,0 172,0 147,0

CA-60 22 387,9 329,7 75 178,0 118,0 102,0

CA-60 25 506,7 430,7 75 232,0 154,0 132,0

CA-60 28 641,3 545,1 100 294,0 196,0 168,0

ST-50/55 32 791,7 - 100 300,0 200,0 170,0

ST-85/105 32 792,7 - 100 606,0 404,0 346,0

ST-75/85 14 - 160,5 75 106,8 - 70,0 61,0

ST-75/85 17 - 234,9 75 157,5 - 105,0 90,0

ST-75/85 20 - 323,6 75 218,8 - 146,0 125,0ST-75/85 23 - 425,7 75 287,0 - 191,0 164,0

ST-75/85 26 - 533,0 100 360,5 - 240,0 206,0

ST-75/85 29 - 674,0 100 455,0 - 203,0 260,0

ST-75/85 35 - 977,6 125 659,8 - 440,0 377,0

ST-75/85 37 - 1.124,0 125 787,5 - 524,0 450,0

ST-75/85 41 - 1.325,1 175 899,5 - 600,0 514,0

INCO-13-D 22 - 327,0 * 24,5 75,0 160,0 140,0

INCO-22-D 30 - 707,0 * 42,0 60,0 280,0 240,0

INCO-35-D 40 - 1.140,0 * 68,4 60,0 450,0 390,0

INCO-7 30 - 364,0 ** 140,0 39,0 90,0 80,0INCO-15 30 - 594,0 ** 290,0 50,0 190,0 165,0

INCO-24 40 - 876,0 ** 460,0 53,0 300,0 260,0

INCO-30 40 - 1.002,0 ** 580,0 58,0 380,0 330,0

INCO-40 52 - 1.320,0 ** 770,0 58,0 500,0 440,0

INCO-50 73 - 1.979,0 ** 990,0 50,0 660,0 560,0

INCO-70 73 - 2.800,0 ** 1.340,0 48,0 890,0 760,0

6) A DYWIDAG apresenta dois tipos de ao: GEWI ST-50/55 e DYWIDAG ST-85/105

DYWIDAG

ROCSOLO(ESTE

)

7) H profissionais que utilizam no dimensionamento de estruturas de reao em provas de carga, ancoragem provis-ria com FS =1,3. Neste caso, Qw =Qlim/1,3

4) Sistema de protenso e ancoragem da INCOTEP em monobarra (*) e tubular (**)

ANEXO 6 - CARGAS EM ANCORAGENS (ABNT - NBR-5629/96)

NOTAS:

SISTEMATUBULAR

MONOBARRA

QUADRO RESUMOANCORAGENS MAIS UTILIZADAS NO BRASIL (SISTEMA DE MONOBARRAS)

AODOCE

ANCORAGENS

gem de resina (Rocsolo-IAR), por esta razo os dimetros mnimos de perfurao recomendados so menores que as an-coragens clssicas normais, utilizadas pela grande maioria das firmas de sondagens. Na tabela indicamos os dimetros m-nimos de perfurao clssica.

CONVENO

1) Carga limite: Qlim=0,9.As.f'yk

2) Carga de trabalho =Qw =Qlim/FS

5) Rocsolo um tirante fabricado pela ESTE Engenharia com utilizao de ao ST-75/85, um sistema particular com ancora-

3) Carga de incorporao: Qi NBR-5629/96 ABNT - Qi =0,8.Qw

De acordo com critrio do projetista em funo do perfil geolgico-geotcnico

Prof. Jos Martinho de A. Rodrigues

Ancoragens injetadas pela boca do furo e/ ou vlvulas mltiplas tipo MancheteAncoragens injetadas com resina ou pela boca do furo e/ ou vlvulas mltiplas tipo Manchete

Ancoragens injetadas com calda de cimento medida que a perfurao cresce


30/41

ANEXO 7Cargas em ancoragens

ABNT- NBR-5629/96Sistema de Fios e Cordoalhas


31/41

ANCORAGENS MAIS UTILIZADAS NO BRASILQUADRO RESUMO

DESCRIO TIPO DI METRO SEO SEO CARGAPLENA REDUZIDA LIMITE Qw Qi Qw Qi

P/ ROSCA FS = 1,5 FS = 1,75(mm) (mm) (mm) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)

4 8mm 201 - 270 180 144 154 1236 8mm 302 - 407 270 217 230 186

8 8mm 402 - 543 360 290 310 25012 8mm 603 - 814 540 434 460 370

4 8mm 201 - 307 204 163 175 140

6 8mm 302 - 460 307 245 260 210

8 8mm 402 - 615 410 330 350 28012 8mm 603 - 923 615 490 530 420

8 12,7mm 754 - 1.086 724 580 620 496AO 10 12,7mm 942 - 1.356 904 723 775 620

BEMA-160 12 12,7mm 1130 - 1.627 1.084 867 930 744

15 12,7mm 1413 - 2.035 1.356 1.085 1.163 930

20 12,7mm 1884 - 2.713 1.808 1.446 1.550 1.240

8 12,7mm 754 - 1.221 814 651 697 558AO 10 12,7mm 942 - 1.526 1.017 813 872 698

BEMA-180 12 12,7mm 1130 - 1.730 1.220 976 988 790

15 12,7mm 1413 - 2.290 1.526 1.220 1.308 1.04720 12,7mm 1884 - 3.052 2.034 1.627 1.744 1.395

8 12,7mm 754 - 1.191 794 655 680 544AO 10 12,7mm 942 - 1.484 990 791 848 679

BEMA-175 12 12,7mm 1130 - 1.780 1.186 950 1.017 814

15 12,7mm 1413 - 2.225 1.484 1.187 1.271 1.01720 12,7mm 1884 - 2.967 1.978 1.582 1.695 1.356

8 12,7mm 754 - 1.290 860 688 737 590AO 10 12,7mm 942 - 1.610 1.073 858 920 736BEMA-175 12 12,7mm 1130 - 1.932 1.288 1.030 1.104 883

15 12,7mm 1413 - 2.416 1.610 1.288 1.380 1.104

20 12,7mm 1884 - 3.221 2.147 1.718 1.840 1.472

tipo RN (relaxao normal), as cargas ficam reduzidas em 6%.

1) Os valores das cargas acima relacionadas so para o Ao RB (relaxao baixa), quando o ao usado for do

ANEXO 7 - CARGAS EM ANCORAGENS (ABNT - NBR-5629/96)

MDIAS

CORDOALHAS

12,7mm

ALTAS

ANCORAGENSPARA

CAPACID

ADEDECARGAS

FIOS = 8 mm E CORDOALHAS = 12,7 mm

NOTAS:

AO CP-150

AO CP-170FIOS

8mm

Prof. J os Martinho de A. Rodrigues

Todas as ancoragens so providas de um sistema de vlvulas mltiplas (manchetes), portanto, so ancoragens reinjetveis

cujo sistema se encontra no eixo do tirante com dimetro da ordem de 32/ 40 mm

5 ) H profissionais que utilizam no dimensionamento de estruturas de reao em provas de carga, ancoragem pro-

visria com FS =1,3. Neste caso, Qw =Qlim/1,3

PROVIS RIA DEFINITIVAANCORAGENS

Conveno

2) Carga limite:Qlim=0,9.As.f'yk

3) Carga de trabalho:Qw =Qlim/FS

4) Carga de incorporao: Qi NBR-5629/96 ABNT - Qi =0,8.Qw

De acordo com o critrio do projetista, em funco do perfil geolgico-geotcnico

()


32/41

ANEXO 8

Ensaios de tirantes


33/41

Ensaios de tirantes

Os tipos de ensaio, conforme norma da ABNT NBR-5629/96, so:

Ensaio Bsico

Ensaio executado somente para a verificao da adequao de um novo tipo de tiranteinjetado.

Ensaio de Qualificao

Ensaio executado somente para a verificao de um dado terreno, do desempenho de umtipo de tirante injetado, j credenciado pelo ensaio bsico.

Ensaio de Recebimento

Ensaio executado para controlar a capacidade de carga e o comportamento de todos ostirantes de uma obra.

Ensaio de Fluncia

Ensaio executado somente para a avaliao da estabilizao do tirante sob a ao de cargasde longa durao.

Recomendaes quanto utilizao dos ensaios de ancoragem

Os ensaios bsicos, de quantificao e fluncia sero aplicveis quando for introduzido um

novo tipo ou sistema de ancoragem ou no caso de terrenos onde no se tenha experinciacomprovada na utilizao de ancoragens.

O projeto da obra (fiscalizao) definir a necessidade da utilizao desses tipos de ensaios.

A NBR-5629/96 aborda em detalhe os aspectos desses ensaios.

Ensaio de Recebimento

obrigatria a sua realizao em todas as ancoragens, adotando-se a proposio da norma

NBR-5629/96. Tipo A:

Ensaiar em 10% dos tirantes instalados e no mnimo em um ensaio.

Tipo B

Realizado nas demais ancoragens.


34/41

Estgios de carga em ensaios de ancoragens

A norma NBR-5629/96 fornece todos os estgios de carga a serem praticados nos ensaiosde recebimento tipos A e B.

(Para modelo de boletim de ancoragens e ensaio de recebimento ver anexo 9).

TIPO A TIPO B

To= 0,1.fy. As To= 0,1.fy. As

0,3.Ttrabalho 0,3.Ttrabalho









35/41

ANEXO 9Ensaios de tirantes

Modelo de boletim de ancoragens (GeoRio)


36/41

DADOS DA OBRA: Folha 1/2

OBRA: PROCESSO N.:

LOCAL: DES. REFERNCIA N.:

EMPRESA DATA:

DADOS DA ANCORAGEM

ANCORAGEM N. DIM. EFETIVO (mm): 32,0 TIPO: Inclinao ():Comp. Livre(m): Comp. Anc.(m): Comp. Total(m):

Carga Ensaio. (kN): Carga Trab. (kN): Carga Incorp. (kN):

DADOS DA PERFURAO

Dim. Furo (mm): Perfur. em solo(m):

Circ. gua: Perfur. em alterao(m): Data A/C Cimento(sc) Presso(kg/cm2)

Perfur. em rocha(m):

Diam.(mm): at (metros) Perfur. total(m):

DADOS DO ENSAIO (para preenchimento dos dados, ver formu lrio apresentado abaixo da tabela)

Equipamento de Carga: Eq. medio de desloc.:

Relao de Carga: Data do Ensaio:

col. 1 col. 2 col. 3 col. 4 col. 6 col. 7 col. 8 col. 9

Leitura Real Elsticas PlsticasFo=0,1Fe A e B 35 Zero Zero Zero

0,3Ft A e B 1050,6Ft A e B 2100,8Ft A e B 2801,0Ft A e B 3501,2Ft A e B 4201,4Ft A e B 490

1,6Ft A 560Fe=1,75Ft A 610

1,6Ft A 5601,4Ft A e B 4901,2Ft A e B 4201,0Ft A e B 3500,8Ft A e B 2800,6Ft A e B 2100,3Ft A e B 105Fo A e B 35

0,8Ft A e B 280

ENSAIO TIPO A => 10% das ancoragens e/ou no mn imo 1.ENSAIO TIPO B => Demais ancoragens

OBS.1: Para facilitar a leitura, adotou-se utilizar a carga inicial Fo = 0,1 x Fe = 0,1 x 1,75 x FtOBS.2: O ndice j apresentado nas equaes a seguir cor responde a cada estgio de cargadesloc. realj = Leituraj - Leiturainicialdemx = dmx - dpmx (deformao elstica mxima)dej = [(F - Fo)xdemx ]/(1,75Ft - Fo) (deformao elstica no estgio de carga j)dpj = de - desloc. realj (deformao plstica no estgio de carga j. Se dp > 0, adotar igual a zero)

MODELO DE BOLETIM DE ANCORAGENS E ENSAIO DE RECEBIMENTO - AO CA 50 A

Tipo EnsaioCarga (kN)Hora

ng. espons ve : ng. sca

Deslocamento (mm) Deformaes

INJ EO

Revestimento

col. 5

CicloLeitura de Carga naobra

FORMUL RIO

Sim No

dpmx

dmx =demx

Leiturainicial


37/41

Folha 2/2

Para retas limites, considerar:

E = 210 (Mdulo de Elasticidade do ao em kN/mm2)

S = 804,25 (Seo de ao em mm2)

Reta a Reta bPONTO X Y PONTO X Y

A Fo zero C Fo zeroB 1,75Ft D 1,75Ft

MODELO DE BOLETIM DE ANCORAGENS E ENSAIO DE RECEBIMENTO - AO CA 50A

CONSTRUO DAS RETAS LIMITES(A SEREM TRAADAS NO GRFICO CARGA X DEFORMAES ELSTICAS)

GRFICOS

Grfico Carga x Deslocamentos Totais(colunas 4 x 7)

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300 400

Carga (kN)

Deslocamentostotais(mm

Grfico Carga x Deformaes(colunas 4 x 8 e 4 x 9)

-20

-10

0

10

20

30

40

0 100 200 300 400

Carga (kN)

dp

de

=[(1,75Ft - Fo)*(Comp Livre(mm) +Comp. Ancorado(mm)/2)]/(E*S)

=[(1,75Ft - Fo)*(Comp Livre(mm)*0.8)]/(E*S)


38/41

ANEXO 10

Trao

Calda de Injeo Especial


39/41

CALDA DE INJEO ESPECIAL

Estamos apresentando um trao de calda de cimento especial, para injeo sob presso ouno, na execuo de tirantes, chumbadores e/ou grampos, dentro de uma nova tecnologia, de

proporcionar uma obra mais limpa e sem causar maiores danos ao meio ambiente.

Trao:

Fator gua / cimento = 0,38

Cimento= 50 kg

gua = 19 L (Gelada:5 / 10C)

Aditivo RX-322 N 0,3% (Plastificante e Redutor de gua)

Aditivo RX-3000A 1,5% (Superfluidificante)

Intraplast N 0,5% ( Sika recomenda 0,5% - 1,5%) Expansor defloculante - plastificante

estabilizador para injees de cimento.

Nota:

1) A mistura dever ser mantida em agitao e injetada at 20 minutos aps seu preparo.2) A obteno da gua gelada pode ser obtida com 2 a 3 pedras de gelo (forma de

paraleleppedo), diludas em lato de 50/100 L de gua potvel.3) A fluidez obtida com o trao acima da ordem de 10 / 15 segundos.

Objetivo:

A utilizao desta calda poder eliminar o servio de reinjeo atravs das vlvulas manchete,ou seja, s a bainha ser suficiente para fazer o tirante resistir s teras de trao projetadas.Foi utilizado em obras com sucesso total, no havendo necessidade de reinjeo.


40/41

ANEXO 11

Tenso de aderncia:

Calda de cimento x solo/solo residual jovem ou rocha


41/41

CLCULO PARA CAPACIDADE DE CARGA DO TIRANTE AUTO-INJETVEL

Para o clculo da capacidade de carga do tirante auto-injetvel faz-se uso da seguinte

expresso:

KLNQ sptrup = 2,9

onde

rupQ =Carga de ruptura (tf) do tirante;SPTN = Nmero mdio de SPT na regio de implantao do bulbo de ancoragem;

= dimetro de perfurao do tricone (m);

L= comprimento de ancoragem do tirante;

K= coeficiente que depende do tipo de solo.

SOLO K(tf/m)ARGILAS/SILTES 1,00

AREIASMUITOARGILOSAS/SILTOSAS 0,60AREIASPOUCOARGILOSAS/SILTOSAS 0,40

AREIAPOUCOARGILOSA 0,42AREIAPOUCOSILTOSA 0,50AREIAMUITOARGILOSA 0,68AREIAMUITOSILTOSA 0,63

AREIA 0,30

Notas:

1) Esse mtodo foi proposto e apresentado no SEFE V pelos engenheiros: Ivan

Joppert Jr.;Walter Iorio.;Willian Mallman.

2) Permite calcular, portanto:

Tenso de aderncia: Calda de cimento x solo

Calda de cimento x solo residual jovem (rocha alterada)

josé martinho de azevedo rodrigues - metodo de culmann - ancoragens e tirantes

Documents