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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E PLANEJAMENTO LABORATÓRIO DE ENSAIOS DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL PONTES DE ARGAMASSA ARMADA MARCOS VINICIO COSTA AGNESINI , SÃO CARI.OS 1987.

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Page 1: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

CAMPUS DE SÃO CARLOS

ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS

DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E PLANEJAMENTO

LABORATÓRIO DE ENSAIOS DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL

PONTES DE ARGAMASSA ARMADA

MARCOS VINICIO COSTA AGNESINI

,SÃO CARI.OS

1987.

Page 2: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

PONTES DE ARGAMASSA ARMADA

SUMÁRIO DA 1ª PARTE

CAP!TULO I - INTRODUÇÃO ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• o •••••••• 1.1

1.1- O Potencial da argamassa armada ••••••••••••••••••••••• 1.2

1.2- Objetivos do presente trabalho •••••••••••••••••••••••• 1.6

1.2.1 - Antecedentes

1.2.1.1 - Os estudos realizados pelo grupo de

·são Carlos e o trabalho do Professor

1.6

RAN'AI •• ·• • • • • • • • • • . • • • • . • • • • • • • . . • . • • 1. 6

1.2.1.2 - Pontilhão construído pelo arquiteto

JOÃO FILGUEIRAS LIMA 1.15

1.2.2 - Planejamento e desenvolvimento do nosso traba

lho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.18

CAPÍTULO II - PROPOSTA DE PROGRAMA PARA IMPLANTAÇÃO DE PONTILHÕES RODO­

VIÁRIOS EXECUTADOS COM ELEMENTOS PRÉ-FABRICADOS Di ARGAMAS

SA ~A . . • . • . . • • . . . . . . . . • . . . • . . • . . • . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1

2.1 - Aspectos do comportamento estrutural dos elementos pré­

fabricados de argamassa armada para a execução de ponti

lhÕes rodoviários ..................................... 2.2- A solução adotada para a composição da superestruturac~

mo parte da proposta de programa para implantação depo~

tilhÕes rodoviários

2.3 - ConsideraçÕes sobre o programa para implantação de pon-

tilhÕes rodoviários ...................................

2.2

2.5

2.10

2.3.1 - Diretrizes gerais estabelecidas para o programa 2.10

2.3.2 - AplicaçÕes do programa para implantação de pon­

tilhÕes rodoviários ••••••••••••••••••••••••••• 2.11

2.3.3 - A adequação do projeto às condiçÕes de aplica-

ção do programa para implantação de pontilhÕes

rodoviários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 .13

2.3.4 -A viabilização da proposta de programa para im

plantação de pontilhÕes rodoviários executados ./)/2,~/

com vigas pré-fabricadas de argamadda armada •• 2.16

Page 3: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

CAP!TULO III- PROJETO DA PONTE EXPERIMENTAL •••••••••••••••••••••••••••• 3.1

3.1- Local de implantação ..•..•.............•..•...........•

3;2 - Projeto da infraestrutura

3.3 - Projeto da superestrutura •••••••••••• Cl •••••• o ••••••••••

3.3.1- Características gerais •••••••••••••••••••••••••

3.2

3.4

3.4

3.4

3.3.2- Esforços solicitantes na superestrutura •••••••• 3.9

3.3.3 Vigas pré-moldadas de argamassa armada ••••••••• 3.11

3.3.3.1- Características das vigas •••••••••••• 3.11

3.3.3.2- Armação das vigas •••••••••••••••••••• 3.12

3.3.3.3- LigaçÕes estruturais entre as vigas •• 3.24

3.3.4 Aparelhos. de apoio de neoprene 3.27

3.3.5- Placas-forma pré-moldadas de argamassa armada •• 3.28

3.3.6- Laje do tabuleiro •••••••••••••••••••.•••••••••• 3.29

3.3.6.1- Características da laje •••••••••••.•• 3.29

3. 3. 6. 2 - Armação da laje • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 3 •. 30

3.3.7- Detalhes construtivos da superestrutura nas cab~

ceiras do pontilhão ••••••••••.••••••••••••••••• 3.33 e,.._,,_l:_..!vJ

3.4 - Memorial de câcluclo da superestrutura da ponte experime~

tal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 3. 3 7

..

)

Page 4: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

/ ,,

C A P f T U L O I

I N T R O D U Ç Ã O

Apresentamos neste capítulo, inicialmente, algumas consideraçÕes a

respeito da argamassa armada, procurando ressaltar sua versatilidade e grande

potencial de aplicação.

Quanto às características do material faremos uma síntese sobre

seu desempenho estrutural, capacidade de adaptação ~s mais diversas formas e

durabilidade das obras.

Ao relacionarmos as inúmeras aplicaçÕes da argamassa armada, nos

mais variados ramos da construção, consideramos também as enormes perspectivas

de desenvolvimento da tecnologia e consequentemente a possibilidade de

utilizaçÕes desse material.

novas

/ Em seguida referimo-nos a dois fatos relevantes que foram o lQ Sim-

pÓsio Nacional de Argamassa Armada e o início dos trabalhos de Normalização

material, com a instalação por parte da ABNT, da Comissão de Estudo CE 18 :

14 - Projeto e Execução de Argamassa Armada.

do

Ao comentarmos a atuaçao das principais entidades de pesquisa so­

bre argamassa armada, especial destaque é dado ao grupo de São Carlos e sua 7/ ,tual política de pesquisa básica e sistemas construtivos.

Entre os diversos planos de pesquisa desenvolvidos pelo grupo de

são Carlos, salientamos a idéia de aplicação da argamassa armada na construçao

de pontilhÕes rodoviários e a seguir relatamos as atividades desenvolvidas at~

o presente momento, referentes a essa utilização do material.

Por fim, destacamos especificam~Il.te o nosso J2!~I15' de t:t"ª1Jªlho, ~ÇJÜQ.

~~~ivo é o desenvolvimento d~':lll1~~is_!~~lll.ª-construtiy-o para ?~exec\lÇ~()cl~~I'<:?n­

tilhÕes rodoviários, com a utilização de elementos pré-fabricados de argamassa ----~-,'-··-~---~--~- _,,~-"···-~--~-~------------- ------~-- - -· -- -~-·""-~'"""~'-'"'~'~-------··-·--" . --~

armada. Assim, no planejamento proposto para os estudos experimentais, apresen-

tamos a programação das diversas atividades, compreendendo pesquisa em laborató

rio e a execução de um protótipo.

Encerrando essas consideraçÕes introdutórias, ao comentarmos sobre

o desenvolvimento do nosso plano, realçamos a colaboração prestada pela Prefei-

tura Municipal de são Carlos, bem como a perfeita integração havida por parte

de diversos departamentos pertencentes a Escola de Engenharia de São Carlos, fa

tos esses que viabilizaram a concretização do presente trabalho.

··---·----·----,---,---

Page 5: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.2

1.1- O POTENCIAL DA ARGAMASSA ARMADA

A argamassa armada, cuja origem é o ferrocimento, material criado em

1848 por Joseph Louis Lambot, na França, foi introduzida no Brasil no início

dos anos 60, como uma tecnologia alternativa ao concreto armado e protendido

as estruturas de aço.

A argamassa armada que vem sendo empregada atualmente no .Brasil,

nhando espaço como opção econÔmica e ágil para a construção civil, pode ser

e/ _/

g~

as-

sim definida: "Uma peça de argamassa armada é aquela de pequena espessura (norm~

mente até 40 mm), composta de argamassa e armadura de telas de aço de

de abertura limitada, distribuída em toda seção transversal~

malhas /

A argamassa armada é um material que pode ser visto como um tipo paE

ticular de concreto armado com características muito especiais.

Quando comparadas às do concreto armado, as características de de­

sempenho estrutural da argamassa armada são bastante superiores, notadamente a

elasticidade, a deformação de alongamento e a fissuração (carga de fissuração, a

bertura e espaçamento das fissuras). Essas vantagens devem-se principalmente a

tipologia e arranjo das armaduras e à pequena espessura das peças.

Uma das principais propriedades mecânicas da argamassa armada e a

maior capacidade de absorver deformaçÕes, consequência direta da melhoria das

condiçÕes de aderência entre o aço e a argamassa, da distribuição e subdivisãoda

armadura, de modo a impedir a propagação de fissuras, conferindo maior homogene!

dade às peças. Sendo assim, o material sofre alongamentos sensivelmente

que o concreto armado nas mesmas condiçÕes, sem apresentar fissuras.

As peças em argamassa armada se caracterizam pela sua flexibilidade,

capacidade de suportar tensÕes mais elevadas de tração em serviço, leveza e re- f

sistência ao impacto. O material em si é impermeável e não necessita de outro

revestimento rÍgido, embora possa receber, em alguns casos, pinturas de proteçao .. .?

/,/' e decorativas.

Por adaptar-se as mais diversas e complexas formas, a argamassa ar­

mada constitui um material bastante versátil e com grande potencial de

Assim, as aplicaçÕes da argamassa armada se estendem aos mais variados ramos

construçao.

Nas edificaçÕes, a argamassa armada é especialmente indicada para a

produção de telhas de cobertura, lajes de forro e piso, painéis divisÓrios e de

vedação;e elementos complementares

etc.

como painéis decorativos, brise - solei!,~

Page 6: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.3

Em obras de infra-estrutura urbana, a argamassa armada é utilizada

na construçao de reservatórios, galerias de águas pluviais e drenagem, passare­

las, bem como em abrigos de pontos de Ônibus, bancas de jornais, placas de sina

lização, etc. Também na área de equipamentos urbanos, o material está

utilizado na construçao de escolas no Rio de Janeiro, cuja produção

300 m2 de estrutura/dia.

sendo

No meio rural, a argamassa armada também tem vasto campo de aplica-- -çao, pois permite a execuçao de silos, biodigestores, fossas sépticas e toda

uma gama de peças que compÕem o mobiliário rural

teiras, canais e canaletas de irrigação, etc.

- estábulos, bebedouros, por/~/

Existem ainda outras aplicaçÕes bastante frequentes: piscinas, bar

cos e outros equipamentos da industria naval, muros de arrimo, tubulaçÕes

geral, etc.

Essas aplicaçÕes da argamassa armada nos variados ramos da constru--çao, executadas nas formas artesanais, semi-artesanais, semi-industrializadas e

industrializadas, de maneira alguma esgotam toda a potencialidade desse

rial. mate/

Quanto à durabilidade das construçoes da argamassa armada é necessa

rio que se façam mais estu..~<?~para __ ~-m~)..]lQ~_§Xé!~i~ção. Em vista das dimensÕes

utilizadas na confecção de elementos em argamassa armada, o dimensionamento des

se material considerando.a sua durabilidade,é tão importante quanto o seu di-~ mensionamento estrutural.

-------~·Atualriúinte existe uma pesquisa desenvolvida pelo Laboratório de Es­

truturas da Escola de Engenharia de são Carlos, USP, coordenada pelo engenheiro

Jefferson B.L.LibÓrio e pelo professor João B. de Hanai,

ConstruçÕes de Argamassa Armada Existentes no Brasil", a

avaliar o desempenho dessas obras ao longo do tempo.

sobre "Patologia das

qual tem por objetiv~~

A inspeção de diversas construçÕes iniciada em 1983, permitiu a

constataçao que os maiores problemas no uso do material, se concentram na exe­

cução da argamassa armada. Verificou-se que grande parte das const~uçÕ~~pre------···--------=---------

sentavam falhas devidas à execução inadequada, causadas ----------~---·------------

-a ser considerado, quando da execuçao de

obras de argamassa armada, é a mão de obra. Para a produção e montagem dos ele

mentos pré-moldados é aconselhavel a utilização de mão de obra especializada.

Na falta dessa especialização, pelo menos um treinamento adequado se faz

cessário.

Entretanto, apesar das falhas devidas a execuçao inadequada,

inspeção feita pelos pesquisadores de São Carlos, foram verificadas obras

na

com

Page 7: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.4

mais de 25 anos em excelente estado.

Considerando-se, portanto, as características do material, bem como

os resultados já obtidos em obras executadas com o mesmo, podemos afirmar que o

desenvolvimento de soluçÕes alternativas através da produção de componentes e

estruturas caracterizadas pelo baixo peso próprio, a pré-fabricação e a versati­

lidade tanto no uso como nos processos de produção, possibilitam à argamassa ar­

mada um grande potencial de aplicação nos diversos setores da construção civil

As perspectivas de uso cada vez mais intenso do material são as me-

lhores, assim como é grande a motivação dos profissionais sobre o assunto. ~

Por outro lado, a utilização da argamassa armada em peças delgadas ~

xige um controle rigoroso na produção, cuidados especiais na escolha dos mate-

'riais componentes, e uma verificação criteriosa das condiçÕes do meio ambiente.

A Normalização sobre argamassa armada já é objeto de estudos por pa~

te a A.B.N.T. Instalada em 01/09/86, a Comissão de Estudo CE 18 : 05 • 14 - "Pro

jeto e Execução de Argamassa Armada", tendo o professor João Bento de Hanai como I,

servi- I

(

Presidente e a nossa participação, já preparou um texto preliminar o qual

rá de subsídio para um trabalho definitivo. ~ Embora ainda sem a normalização, o grande interesse existente sobre

a utilização da argamassa armada como material alternativo à construção conven­

cional motivou a organização do lQ Simpósio Nacional de Argamassa Armada.

O lQ SimpÓsio Nacional de Argamassa Armada, realizado em junho

86, foi uma promoção da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, da

cola de Engenharia de São Carlos, do Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto

Agregado- CB.l8 da A.B.N.T., do Instituto de PesquÉasTecnolÓgicas de São

lo e da Universidade Federal de São Carlos.

O evento destinado aos profissionais da construçao civil que

de

Es-

e

-sao

consumidores de argamassa armada, estudantes, professores e profissionais liga­

dos às Escolas de Engenharia, Institutos ~e Pesquisa e Laboratórios de Ensaios~

possibilitou aos interessados a atualizaçao de seus conhecimentos na:área.

Contando com a participação de diversos pesquisadores, engenheiros,

construtores e professores, que apresentaram trabalhos relativos ao assunto, o

SimpÓsio abordou temas desde a tecnologia da argamassa armada até os mecanismos

de transferência dessa tecnologia ao meio, passando pelos exemplos de aplicação

no Brasil e pela pesquisas até então realizadas e às em desenvolvimento.

Os trabalhos, comunicaçÕes técnicas e debates foram publicados na

forma de Anais do Evento e distribuíd.os graciosamente aos participantes, cons

tituindo-se em elemento de

to tecnolÓgico na area.

alto valor para consulta, pesquisas e desenvolv~

Page 8: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.5

Paralelamente ao Simpósio, foi instalada uma exposiçao na qual foram

apresentados produtos, catálogos e publicaçÕes técnicas das entidades patrocina­

doras do evento e empresas ligadas a construção de obras de argamassa armada. ~ Vale ressaltar, ainda,que a A.B.C.P.- Associação Brasileira de Ci­

mento Portland, o I.B.T.S. - Instituto Brasileiro de Telas Soldadas e outras en­

tidades de pesquisa de argamassa armada, não tem poupado esforços na divulgação,

bem como na busca do desenvolvimento contínuo e acelerado da tecnologia

material e suas aplicaçÕes.

Entre as diversas entidades de pesquisa destaca-se o grupo de

desse ~

são

Carlos por seu pioneirismo, obras realizadas e trabalhos atualmente desenvolvi-

/ dos.

O grupo de São Carlos teve início nos anos 60, por iniciativa dos

professores Frederico S. Schiel, Dante A.O. Martinelli e Lafael Petroni, que

realizaram diversas experiências na Escola de Engenharia de são Carlos da USP.

Com o objetivo de desenvolver e divulgar a tecnologia da argamassa

armada no Brasil, o grupo, baseado nas contribuiçÕes de mais de 20 anos de ativi

dades relacionadas com o material, constitui um polo gerador e divulgador de

conhecimentos. Atualmente é composto por mais de 20 integrantes ligados a Escola

de Engenharia de São Carlos da USP e à Universidade Federal de São Carlos, bus--cando recursos e aglutinando esforços para a consecuçao de seus objetivos.

Entre os vários trabalhos ora desenvolvidos pelo grupo podemos rela

cionar a determinação das propriedades mecânicas da argamassa armada com telas

soldadas; estudo da corrosão das armaduras; inspeção das obras existentes para

verificação dos problemas ocorridos; pontilhÕes de argamassa armada e outros. /~ Prestando serviços de assessoria à comunidade e com uma política de

pesquisa básica sobre o material e sistemas construtivos, atualmente o grupo e-

labora pacotes tecnolÓgicos que possam ser transferidos ao mercado em curto

prazo, como a construção de reservatórios, passarelas, pontilhÕes, galerias, m~

ros de arrimo, obras de contenção, silos e outros. Para concretização desse o­

bjetivo o grupo conta com o apoio de diversos orgãos e empresas, tanto no foE~

necimento de informaçÕes como na montagem dos protótipos.

A nossa participaçao no grupo de são Carlos, e sua política de

transferência de tecnologia à comunidade, incentivou-nos ao estudo de um siste-

ma construtivo para a execução de pontilhÕes com vigas de argamassa armada, con

forme veremos no presente trabalho.

Page 9: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.6

1.2 - OBJETIVOS DO PRESENTE TRABALHO

1.2.1 - ANTECEDENTES

1 .• 2 .1.1 - OS ESTUDOS REALIZADOS PELO GRUPO DE SÃO CARLOS E O TRABALHO DO

PROFESSOR HANAI

O estudo da utilização de peças estruturais de argamassa armada tem se

desenvolvido de uma maneira muito ativa na Escola de Engenharia de S. Carlos da

USP. Os resultados positivos alcançados nos ensaios de peças isoladas em labora­

tório,possibilitaram autilização racional da argamassa armada em elementos por -

tantes nas estruturas das construçÕes civis.

Os pesquisadores do grupo de S.Carlos, desde há muito tempo, tiveram a

idéia de aplicar a argamassa armada na construção de pontilhÕes e passarelas.

Os pontilhÕes, passarelas e galerias são construçÕes frequentes no

processo de expansão urbana, quando das necessidades de travessia e de canaliza -

ção de fundo de vale.

No caso específico dos pontilhÕes e passarelas, o objetivo inicial era

o desenvolvimento de uma tecnologia, não substitutiva daquelas que empregassem

outros materiais, como o concreto, mas sim que possibilitasse uma alternativaem

argamassa armada. Com isso visa-se o atendimento das necessidades urbanas, em

particular em cidades de pequeno e médio porte, e eventualmente a outras no meio

rural.

A possibilidade da implantação de uma ponte experimental utilizando-se

a argamassa armada surgiu em meados de 1979 através do plano de pesquisa elabora

do pelo professor João Bento de Hanai.

Com a apresentação desse plano a Fundação de Amparo à Pesquisa do Est~

do de são Paulo, obteve-se o apoio financeiro para a execução da parte experimeg

tal, em laboratório, das peças constituintes da estrutura proposta. Os recursos oh

tidos junto a essa entidade possibilitaram ao Laboratório de Estruturas da Esco

la de Engenharia de são Carlos a construção de equipamentos de uma laje de rea -

ção, fato esse que permitiu a intensa experimentação prevista no plano de pes­

quisa do professor Hanai.

O trabalho então proposto levou a um acordode colaboração com a Prefeitu

ra Municipal de são Carlos, para a elaboração do projeto e assessoria durante a

cmstruçao de uma ponte experimental de argamassa armada.

O plano idealizado pelo professor Hanai consistia, portanto, na ativi­

dade de pesquisa em laboratório e na execução de um protótipo experimental, o

que permitiria uma melhor avaliação das possibilidades do uso da argamassa arma-

Page 10: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.7

da para a finalidade proposta.

De acordo com o projeto da superestrutura da ponte experimental, a me~

ma seria composta por onze vigas pré-moldadas de argamassa armada, simplesmente

apoiadas, com comprimento de 11 m e altura de 70 em, interligadas pela laje do

tabuleiro de concreto armado moldado no local, de 18 em de espessura. Essa su­

perestrutura mista, obtida pela associação da argamassa armada com concreto arma

do, resultaria numa altura total d 88 em.

Quanto a infra-estrutura o projeto previa encontros de concreto armado

moldado no local,constit~Ídos por muros e alas laterais sobre sapatas apoiadas

diretamente sobre rocha.

As figuras 1.1, 1.2, 1.3 e 1.4 em anexo, pertencentes ao trabafho

"ConstruçÕes de Argamassa Armada: Situação, Perspectivas e Pesquisas", Hanai, J.

B., publicação da Escola de Engenharia de são Carlos, USP, indicam as caracterís

ticas da super e infraestrutura da ponte experimental e também a seção transver­

sal adotada para as vigas pré-moldadas.

Após a elaboração do projeto do protótipo, o programa de pesquisa ide~

lizado por Hanai consistia num estudo experimental através de ensaios em labora

tório visando, essencialmente, testar o processo de execução das vigas pré-mold~

das, verificar o desempenho efetivo da estrutura e estabelecer novas diretrizes

referentes ao projeto e à construção de outros modelos.

Devido a complexidade da análise experimental por meio de modelos redu

zidos, principalmente em função da pequena espessura das peças de argamassa arma

da, foi decidido a execução de modelo com dimensÕes reais. Entretanto, conside­

rando-se a maior dimensão da laje de reação disponível no laboratório, efetivou

-se a redução do comprimento da viga, de 11 m para 8 m.

Para a execução do modélo em laboratório foram adotadas formas exter -

nas, com chapas de madeira compensada,que definiam o contorno da seção transver­

sal da viga pré-moldada.

As figuras 1.5, 1.6 e 1.7, contidas na publicação "ConstruçÕes de Arg~

massa Armada: Situação, Perspectivas e Pesquisas", Hanai, J.B., ilustram alguns

aspectos das formas, armadura e moldagem, quando da construção do modelo da viga

pré-moldada.

Na etapa seguinte da pesquisa foram efetuados ensaios e mediçÕes sobre

a viga pré-moldada de argamassa armada, desde o seu deslocamento do local de mol

dagem para a laje de reação, até a concretagem da laje colaborante.

Durante a execução da laje colaborante foram realizadas novas mediçÕes,

sendo posteriormente efetuados ensaios sobre a viga ampliada, isto é, sobre a vi

ga depois do endurecimento do concreto da laje colaborante.

Após essa exaustiva série de ensaios, nos quais foi empregada uma in­

tensa instrumentação, pode o professor Hanai destacar alguns aspectos a nível

Page 11: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

10

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FIG. 1.1 - PONTE EXPERIMENTAL - PLANTAS (Medidas em em)·

Gentileza do Prof. HANAI, João Bento de. - São Carlos/SP.

Page 12: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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FIG. 1.2 - PONTE EXPERIMENTAL - CORTE E VISTA LONGETUDINAL (Medidas em em),

Gentileza do Prof. HANAI, Jão Bento de. - são Carlos/SP 1-' .

Page 13: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

660

260

FIG. 1.3- PONTE EXPERIMENTAL- 1/2 CORTE TRANSVERSAL (Medidas em em).

Gentileza do Prof. HANAI, João Bento de. - São Carlos/SP.

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Page 14: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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E "XAÇÃO DA TES]IA.A

-~-c ) Ottolht dos bordos

FIG. 1.4 - PONTE EXPERIMENTAL DETALHES (Medidas em em).

Gentileza do Prof. HANAI, João Bento de São Carlos/SP

1.11

Page 15: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.12

FIG. 1.5 - EXECUÇÃO DE VIGA PR~-MOLDADA DE ARGAMASSA ARMADA - ASPECTOS

DAS FORMAS.

Fotos: Gentileza do Prof. HANAI, João Bento de, - São Car1os/SP

Page 16: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.13

FIG. 1.6 - EXECUÇÃO DE VIGA PRÉ-MOLDADA DE ARGAMASSA ARMADA - DETALHE

DA ARMADURA PRONTA.

Foto: Gentileza do Prof. HANAI, João Bento de.- São Carlos/SP

Page 17: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.14

FIG. 1.7- EXECUÇÃO DE VIGA PR~-MOLDADA DE ARGAMASSA ARMADA- MOLDAGEM

Fotos: Gentileza do Prof. HANAI, João Bento de·- São Carlos/SP

Page 18: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.15 de conclusÕes parciais sobre o desempenho da estrutura proposta.

Infelizmente, o plano de trabalho proposto pelo professor Hanai, que

previa a atividade de pesquisa em laboratório e a execução d um protótipo exp~

rimental, não pode ser totalmente concretizado. Por falta de financiamento o

protótipo não pode ser implantado, o que impossibilitou uma completa avaliação

da aplicação da argamassa armada na construção de pontilhÕes.

Nas suas consideraçÕes finais sobre a aplicação da argamassa armada

em potilhÕes rodoviários, o professor Hanai, ao referir-se à continuidade da

pesquisa, considera, além da retomada do plano original, a ·possibilidade de

proposta de um novo projeto e análise de outros tipos de elementos estruturais.

Realça ainda, que o estudo da aplicação da argamassa em potilhÕes e passare -

las poderá, a curto prazo, contribuir à solução de travessia principalmente em

regiÕes urbanas.

1.2.1.2 - PONTILHÃO CONSTRUÍDO PELO ARQUITETO JOÃO FILGUEIRAS LIMA

No município de Abadiânia, Goiás, existe uma ponte em estrada vicinal,

em cuja execução foram empregados elementos pré-fabricados de argamassa armada.

O responsável pelo projeto e execução dessa obra foi o arquiteto João

Filgueiras Lima que atualmente no Brasil desenvolve de forma excepcional, sob

todos os aspectos, a tecnologia da argamassa armada.

A estrutura do pontilhão é constituída de um tabuleiro em 3 módulos de

5,70 x 3,95 m compostos de peças pré-fabricadas de argamassa armada, com 30 em

de altura e 1,8 em de espessura, com peso unitário de 1,8 kN , suportando, em

vãos de 5,30 m, a carga da camada de concreto que completa a altura final de

45 em. Esse conjunto se apoia em vigamento transversal de concreto moldado no

local, com seção transversal de 19,5 x 45 em e 3,95 m de comprimento e que, por

sua vez, descarrega sobre apoios de neoprene dispostos nos topos dos pilares.

Na estrutura do pontilhão idealizado por Lima 48 , quando da execu-

ção dos perfis de argamassa armada constituintes do tabuleiro, a armadura de

tração foi incorporada à esses elementos. Nada impede, porém, que os perfis se

jam usados apenas como formas, sendo a armadura resistente principal colocada

posteriormente quando da execução da laje de solidarização.

Os pilares do leito do rio foram moldados em formas de argamassa arma­

da incorporadas as peças e se engastam em blocos de fundação e tubulÕes com 90

em de fuste. Os pilares da margem, com seção 30 x 30 em e altura variável, se

engastam em tubulaçÕes de 60 em.

A escavação manual dos tubulÕes foi protegida por tubos de aço em cha­

pa nQ 16, estruturados com a própria armação do concreto.

A figura 1.8 indica o esquema longetudinal do tabuleiro com 3 módu-

los, bem como detalhes dos elementos pré-fabricados em argamassa armada. Na

Page 19: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

~. 700 ~. 100

-120

24~

-1-3~

~.700

CORTE LONGITUDINAL

SEÇÃO TRANSVERSAL

FORMA DE A. A. PARA

AS NERVURAS

500

NERVURA EM A. A.

FORMA DO PILAR EM A. A.

FIG. 1.8 - PONTE EXISTENTE NO MUNICÍPIO DE ABADIÂNIA (GO) ESQUEMA

LONGETUDINAL E SEÇÃO TRANSVERSAL DO TABULEIRO - DETALHES

DOS ELEMENTOS PR~-MOLDADOS EM ARGAMASSA ARMADA (Medidas

em mm).

1.16

Page 20: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

FIG. 1.9 - PONTE EM ESTRADA VICINAL EXECUTADA POR LIMA48

NO MUNICÍPIO DE ABADIÂNIA (GO) COM ELEMENTOS

PRÉ-FABRICADOS EM ARGAMASSA A~JillA.

1.17

Page 21: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.18

figura 1.9 ·as fotos ilustram aspectos do protótipo executado em Abadiânia.

O sistema construtivo proposto por Lima48 para a execução do protót!

po e produzido na forma de uma industrialização rudimentar, permitiu a utiliza­

ção de materiais básicos abundantes na região.

Outra característica fundamental do sistema empregado foi a divisão da -execuçao em duas etapas distintas.

Numa etapa foram executados com controle rigoroso de acabamento e resis

tência mecânica, em local com facilidade de energia elétrica e água, os compone~

tes pré-fabricados de argamassa armada, leves para o transporte manual. Nessa

fase, concentrou-se a mão de obra de melhor qualidade que, no entanto, foi redu­

zida em função dos princípios de industrialização aplicados.

Na outra etapa foram executados os serviços no canteiro, com a utiliza­

ção de técnicas simplificadas envolvendo grande quantidade de mão de obra pouco

qualificada. Esses serviços se estenderam desde as fundaçÕes até aos acabamentos.

1.2.2- PLANEJAMENTO E DESENVOLVIMENTO DO NOSSO TRABALHO

O presente trabalho constitui um esforço no sentido de propiciar uma

contribuição significativa para o desenvolvimento da aplicação da argamassa arma

da em pontilhÕes rodoviários.

Apesar dos estudos já existentes sobre o assunto, ainda nao temos im­

plantado um sistema construtivo que possibilite a industrialização de elementos

pré-moldados de argamassa armada destinados a execução de pontilhÕes rodoviários.

Dentro dessa aplicação específica,apresentamos diretrizes para o dese~

volvimento de um sistema construtivo com ,'a utilização de elementos estruturais

de argamassa armada, cuja concepção simplifique sobremaneira a sua industrializa -çao.

O sistema proposto, utilizando-se da versatilidade da argamassa armada,

juntamente com a tecnologia de construção de pontes com elementos pré-fabricados,

destina-se a resolução de travessias em situaçÕes particulares, nas quais sua

aplicação apresenta-se como uma solução alternativa ao uso dos materiais tradi­

cionalmente empregados.

Por outro lado,no sistema construtivo em questao , ser a utilizada

uma tecnologia cuja simplicidade possibilite o seu emprego em locais nao somen­

te restritos à proximidade dos grandes centros de desenvolvimento.

O nosso plano de trabalho encontrou grande receptividade por parte do

Page 22: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1.19

Departamento de Vias de Transporte e Topografia - STT - pertencente a Escola de

Engenharia de São Carlos, da USP, na área de pesquisa específica sobre infra-es

trutura de sistemas viários.

Para as atividades experimentais do nosso trabalho, comprendendo a de

pesquisa em laboratório e a de execução de um protótipo, estabeleceu-se a pro­

gramação geral, descrita a s~guir:

a) Estudo .das c~racteristicas dos materiais a serem utilizados na fabrica

ção das peças de argamassa armada.

b) Definição da composição da superestrutura.

c) Definição das características das vigas pré-moldadas de argamassa ar­

mada, com fixação da seção transversal tÍpica de acordo com os aspectos

do comportamento estrutural, economico e de execução desses elementos.

d) Projeto da superestrutura.

e) Construção de um segmento do protótipo (escala 1 : 1)

f) Ensaios do segmento do protótipo

os elementos.

- para verificação das ligaçÕes entre

g) Execução das vigas pré-moldadas de argamassa armada.

h) Ensaios sobre a viga isolada para observação de tensÕes, deformaçÕes e

fissuração.

i) Execução do protótipo experimental •

j) Prova de carga do protótipo.

k) Verificação da aplicabilidade dos processos de cálculo empregados para

pontes de concreto armado ao protótipo.

1) Abertura do protótipo ao trânsito e observação da estrutura ao longo

do tempo.

Para a concretização dessas atividades foi necessário a integraçao de

diversos departamentos pertencentes a Escola de Engenharia de são Carlos, da

USP, e a indispensável participaçao da Prefeitura Municipal de São Carlos.

Assim no Departamento de Vias de Transporte e Topografia, STT, com a

experiente e valiosa orientação do Professor Thales de Lorena Peixoto Jr., obti

vemos uma Ótima receptividade quando da elaboração desse plano de pesquisa, paE

te integrante do nosso programa de doutoramento junto ao Curso de PÓs-Graduação,

Área de Estradas e Aeroportos. No STT foram traçadas as diretrizes do nosso tra

balho e realizados seminários e palestras, os quais, além da divulgação da pes-

quisa, possibilitaram a troca de idéias com especialistas na area, que tendo

contacto com o sistema tradicional de execução de pontes pe~a Secretaria de

Obras, apresentaram uma indispensável contribuição ao nosso' plano.

O estudo dos materiais utilizados na composição da argamassa armada

foi feito no Laboratório de Ensaios de Materiais de Construção Civil, pertence~

Page 23: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

'•

1.20

te ao Departamento de Arquitetura e Planejamneto, SAP.

As vigas pré-moldadas de argamassa armada e o segmento do protóti­

po também tiveram sua construção no referido laboratório, sendo utilizados re­

cursos próprios oriundos da prestação de serviços à comunidade.

Para a execução do projeto estrutural do protótipo contamos com a pr~

ciosa colaboração de colegas do Departamento de Estruturas, ·SET, e em particu­

lar do nosso co-orientador Pro~essor Hanai.

Os ensaios do segmento da estrutura, bem como a prova de carga do prot-ª_

tipo, foram executados pelo Laborat?rio de Estruturas, pertencente ao SET, com

a colaboração do Laboratório de Ensaios de Materiais de Construção Civil,do SAP.

A construção do protótipo experimental só foi viabilizada devido ao

interesse havido por parte de colegas profissionais ligados à administração mu

nicipal, os quais não mediram esforços para o estabelecimento de um acordo de

colaboração, entre a Prefeitura Municipal de São Carlos e o Laboratório de En­

saios de Materiais de Construção Civil, do SAP, que sob a nossa responsabilida­

de coordenou os serviços de execução da referida obra.

A execução do protótipo e sua prova de carga permitiram, respectivameg

te, que fossem adequadamente avaliados o método construtivo e o comportamento es

tural do sistema proposto.

O procedimento adotado,compreendendo as atividades de pesquisa em la­

boratório e a de execução e ensaio do protótipo, foi sem dúvida fundamental para

o estabelecimento.de conclusÕes, considerando- se o aspecto técnico da aplicação

de elementos pré-fabricados de argamassa armada em pontilhÕes rodoviários.

Por outro lado, durante a execução das vigas pré-moldadas e da monta-

gem do protótipo, foram cuidadosamente levantadas as quantidades de materiais

consumidos, bem como os tempos dispendidos pela mão de obra empregada, o que

possibilitou a determinação do custo de implantação do pontilhÇao experimental.

Finalmente, uma comparação técnico-econÔmica entre o protótipo expe­

rimental e as pontes construídas com o emprego de materiais tradicionais, deu

ensejo a nossa proposta de implantação de sistema construtivo com a utilização

de vigas pré-fabricadas de argamassa armada, para a execução de pontilhÕes rodo

viários.

Page 24: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

C A P ! T U L O I I

PROPOSTA DE PROGRAMA PARA

IMPLANTAÇÃO DE PONTILHÕES

RODOVIáRIOS EXECUrADOSCOM

ELEMENTOS PRt-FABRICADOS

DE_ ARQ.t\MAS SA ARMADA.

Apresentamos nesse capítulo consideraçÕes a respeito da nossa pro-

posta de programa para implantação de pontilhÕes rodoviários, cujo objetivo

fundamental consiste no desenvolvimento de um sistema construtivo que permita

a racionalização e a padronização da execução de pontes de pequeno vão, desti­

nadas a situaçÕes específicas de utilização e que representam uma enorme deman

da em obras de infraestrutura de Engenharia Civil, particularmente nas zonas

urbanas e estradas vicinais.

O sistema construtivo em questao deverá empregar uma tecnologia i­

nédita que represente uma contribuição como solução alternativa e de especial

interesse, relativamente aos processos que utilizam materiais tradicionais co­

mo o concreto e o aço, quando aplicado nas '~oll!çÕes peculiares acima discrimi­

nadas.

Assim sendo, no sistema construtivo idealizado, a excepcional ver­

satilidade da argamassa armada aliada a técnica da pré-moldagem, deverá propi­

ciar,, a concepção de componentes estruturais de fácil execução seriade\,, bai­

xo custo e boa qualidade. Por outro lado, o sistema construtivo ·proposto visa­

ra reduzir ao mínimo as dificuldades dos serviços de montagem dos pontilhÕes e

permitirá o aproveitamento da mao de obra sem grandes exigências de especiali­

zaçao_por ocasião da execução das obras.

Como a definição do nosso objetivo, apresentaremos, entao, alguns

estudos quanto ao comportamento estrutural dos elementos portantes de argamas­

sa armada, bem como consideraçÕes sobre a solução por nós adotada~ para a com­" - I posiçao da superestrutura;· a ser empregada pelo sistema construtivo destina

do à proposta de programa para a implantação de pontilhÕes rodoviários.

Em seguida, trataremos de um assunto imprescindível para a

proposta que e a demanda de pontes rodoviárias de pequeno vão.

Estando o sistema construtivo devidamente planejado assim

nossa

como

Page 25: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

.. ;

2.2

estabelecidas as soluçÕes propícias a sua aplicação, serão delineados os tipos

de projetos de acordo com as diretrizes propostas pelo progr~ma p~ra implanta­

çÕes de pontilhÕes rodoviários executádos com elementos pré-fabricados de_arg~

massa armada.

Finalmente, quando das consideraçÕes a respeito da viabilidade da

nossa proposta de programa, serão analisados o aspecto de gerenciamento do pro-

cesso de contratação dos serviços e execução das obras, bem como as vantagens

técnicas e econÔmicas esperadas com o emprego da tecnologia desenvolvida

novo sistema construtivo para instalação de pontilhÕes rodoviários.

pelo

2.1 - ASPECTOS DO COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DOS ELEMENTOS PRÉ FABRICADOS DE ARGA

MASSA ARMADA PARA A EXECUÇÃO DE PONTILHÕES RODOVIÁRIOS

A argamassa armada é um material que ao ser empregado como elemen

tos portantes nas estruturas das construçoes civis, deve ser projetado de tal

maneira a se buscar formas adéquadas. Aliás é sempre interessante relembrar a

frase citada pelo professor Martinelli, D.A.O., no I Simpósio Nacional de Ar­

gamassa Armada: "A argamassa armada é um material que deve ser projetado de

tal maneira que os grandes vãos sejam vencidos pela forma e não pela força"

referindo-se a uma aplicação como cobertura.

Devido a pequena espessura desses elementos, as suas formas devem

possibilitar que as solicitaçÕes principais sejam do tipo "membrana", isto e,

solicitaçÕes que provoquem tensÕes as mais uniformes possíveis na seção trans­

versal ou parte dela.

Se as tensÕes na seção são uniformes e permanecem dentro de .,.

nJ..-

veis aceitáveis para a argamassa armada, a armadura constituída de fios ou bar

ras de diâmetros compatíveis com a espessura dos elementos, pode ser distribuí

da também de maneira uniforme.

Entretanto, embora desejável, nem sempre é possível satisfazertais

requisitos. Assim, por exemplo, em peças lineares de pequena altura solicita­

das por esforços de flexão significativos, a taxa de armadura tracionada assu­

me valores elevados e deve estar disposta o mais afastaQ~~ possível da linha

neutra. Assim sendo, quando do uso da argamassa armada na execução de- elemen­

tos portantes nas estruturas, é geralmente necessário que os mesmos tenham

uma mesa de tração com dimensÕes adequadas para possibilitar a colocação da

armadura.

As soluçÕes correntemente utilizadas para as seçÕes dos elementos

portantes de argamassa armada, especialmente no caso de peças pré-fabricadas

Page 26: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

são indicadas na figura 2.1.

v 1\ .. 4 . . I

FIG. 2.1 -. SEÇÕES TÍPICAS DE ELEMENTOS PORTANTES PRÉ­

FABRICADOS EM ARGAMASSA ARMADA~

2.3

A argam.assa armada tem sido empregada na construção de elementos

de cobertura, com vãos até 23 m e na execução de lajes de forro, paredes por­

tantes, treliças, escadas, canais, galerias, silos, reservatórios de água en­

terrados e de superfície. Nessas aplicaçÕes, a utilização de elementos tem

sido feita dentro de certos critérios quanto ao comportamento estrutural, mos

trando-se a argamassa armada economicamente viável e também com durabilidade

adequada quando corretamente produzida com os materiais e técnicas adequadas.

No caso especÍfico da execução de pontilhÕes rodoviários, as se­

çÕes adequadas até então estudadas, reunindo as mesas de compressão e de tra

ção, foram obtidas pela justaposição de peças pré-moldadas de argamassa arm~

da, com posterior solidarização por laje de concreto armado constituindo a·

mesa de compressão.

Page 27: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.4

A composiçao esquematizada na figura 2.2 foi proposta por Hanai36

por ocasião do projeto da superestrutura do pontilhão cujas características são

mostradas no item 1.2.1.1 do presente

1! FASE: COLOCAçro DOS PERFIS EM

ARGAMASSA ARMADA <D z! FASE: COLOCAÇÃO DAS PEÇAS DE ARGAMASSA

UTILIZADAS COMO FOR MA ® E CONCRE­

TA6EM DA LAJE QD

, VIGAS PRE- FABRICADAS EM AR6AMASSA ARMADA

® PLACAS I

FORUA PRE- FABRICADAS EM ARGAMASSA ARr.tADA

® LAJE DE SOLIOARIZAÇAO EM CONCRETO ARMADO f~OLOAOO • IN LOCO"

FIG.Z.2 SEÇÃOTRANSVERSAL DA .SUPERESTRUTURA PROPOSTA POR HANAI36

A EXECUÇÃO-DE PONTILHÕES COM 11m DE VÃO.

Outro tipo de seção transversal foi o empregado por Lima48

PARA

quaE.

do da execução do pontilhão existente na cidade de Abad_iânia, Goiás, conforme

consideraçÕes feitas no item 1.2.1.2. Na solução adotada por Lima 48

esquema é representado na figura 2.3, os próprios perfis de argamassa

serviram como forma para a concretagem da laje de solidarização.

, cujo

armada

;vvv 1! FASE: COLOCAÇÃO DOS

PERFIS E ).I AR­

GAMASSA ARNAOA 0

z! FASE: CONCRETA6E)o.l • IN LOCO" DA

LAJE DE SOLIDARIZAÇAO ® COM OS PERFIS DE ARGA­

MASSA ARMADA SERVINDO

COMO FORMA Q)

FIG.2.3 - SEÇÃO TRANSVERSAL DA SUPERESTRUTURA DO PONTiLHÃO CONSTRUÍDO

POR LIMA48 , COM 3 VÃOS SIMPLESMENTE APOIADOS DE 5,70 m.

Nas composiçoes adotadas por Hanai36 e Lima 48 para a superes-

trutura de pontilhÕes rodoviários, observamos, portanto, que a ligação entreos

elementos pré-fabricados de argamassa armada é feita somente pela laje de soli

darização de concreto armado moldado no local.

Page 28: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.5

2.2 - A SOLUÇÃO ADOTADA PARA A COMPOSIÇÃO DA SUPERESTRUTURA COMO PARTE DA PRO­

POSTA DE PROGRAMA PARA IMPLANTAÇÃO DE PONTILHÕES RODOVIÁRIOS.

O sistema construtivo desenvolvido no nosso trabalho, para a execu

ção de pontilhÕes rodoviários, utiliza-se de uma superestrutura mista, compos­

ta de vigas pré-moldadas de arg~~assaarmada como elementos resistentes princi­

pais, associadas a uma laje de.tabuleiro em concreto armado ~oldado no ·local.

Entretanto, esse novo sistema construtivo apresenta característi­

cas bem peculiares, diferenciando-o dos anteriores, pr~ncipalmente quanto a

técnica utilizada para· a p·rodução dos elementos pré~fab-ricadcs, bem como em re­

lação aos tipos de ligaçÕes entre os componentes quando da montagem da estru­

tura.

Quando da concepção da seçao transversal a ser adotada, procurou­

-se uma forma que possibilitasse o máximo aproveitamento da versatilidade e

comportam~nto mecânico da argamassa armada, compatibilizando os esforços solf

citantes na estrutura com a resistência e rigidez dos elementos. Evidentemen­

te, a definição da seção transversal também levou em consideração os aspectos

construtivos e econômicos, fatores fundamentais para o sucesso da nossa pro­

posta de programa para implantação de pontilhÕes rodoviários.

A seção transversal típica escolhida para as vigas pré-moldadas

foi a de forma triangular. Essa seçao mostrou-se plenamente satisfatória,

tanto do ponto de vista construtivo como estrutural, tendo inclusive, sob es

se aspecto, sido constatado por ocasiao dos ensaios realizados, um enorme

potencial de futuras aplicaçÕes as quais oportunamente analisaremos ao fi­

nal do nosso trabalho. ·. A técnica· empregada no processo construtivo das vigas consiste

na e~ecução de três placas de argamassa armada, desenvolvidas no planoe inteE

ligadas· pela malha da tela de aço, criando-se juntas que possibilitam o pos­

terior dobramento das chapas de tal modo a obter-se peças com seção transver

sal final de forma triangular, conforme indicado na figura 2.4.

A utilização dessa técnica de moldagem de três chapas planas, on

de as arestas não são argamassadas numa primeira etapa, facilita em muito a

execução das vigas pois as formas empregadas são extremamente simples, em

vista de serem horizontais.

Page 29: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

FIG.2.4

2.6

ARQJ\MA!ISA

ARMADA

SEÇÃO TRANSVERSAL ADOTADA PARA AS VIGAS PRÉ-FABRICADAS DE ARGAMASSA

ARMADA:

A produção das vigas de agamassa armada com a utilização de formas

planas, que podem ser constituídas dos mais diversos materiais, resulta em inú

meras vantagens. Assim o emprego_ de formas planas exige um baixo ·custo de im­

plantação e manutenção, bem como possibilita a rápida montagem das armaduras,

uma posição favorável para a moldagem das peças e controle rigoroso na produção

assegurando um bom nível de cobrimento da armadura. Maiores detalhes sobre as

vantagens obtidas com o uso de formas planas para a moldagem serão apresentados

por ocasião das consideraçÕes a respeito da execução das vigas pré-moldadas des

tinadas ao protótipo experimental.

Definido o tipo de formas· a ser empregado pelo sistema construtivo,

e devidamente posicionada a armadura, a aplicação da argamassa poderá·ser fei

ta manualmente ou com eventual utilização de equipamentos de projeção.

Posteriormente a moldagem das placas constituintes das vigas, proc~

de-se o dobramento da tela de aço nos locais não argamassados, assumindo as pe­

ças a forma triangular, com as necessárias condiçÕes de rigidez e resistênciap~

ra as demais etapas transitórias de construção. Em certos casos pode ser interes

sante o transporte das chapas planas, justapostas, da fábrica para o local de

implantação definitiva, para então se efetuar o dobramento e posterior solidari

zação das_ juntas por argamassagem.

O dobramento das peças pode ser feito manualmente ou, de acordo com

Page 30: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.7

o esforço necessário, deve-se providenciar dispositivos mecânicos auxiliares.

Em qualquer.caso é fundamental que as telas de aço tenham a necessária flexi­

bilidade, para serem dobradas com determinados raios de curvatura.

A figura 2.5 esquematiza as fases de execução das vigas de argama~

sa armada fabricadas através da técnica de moldagem por meio de dobramento.

1! ETAPA: MOLDAGEM DE 3 PLACAS NO

PLANO • SEPARADAS POR JUN­

TAS E JNTERLI6ADAS PELA

MALHA DE TELA DE AÇO.

2! ETAPA: DOBRAMENTO DA TELA DE AÇO

NAS JUNTAS NÃO AR6AMASSA­

DAS, FICANDO A PEÇA COM. A

FORMA TRIANGULAR.

FIG.2.5 -·EXECUÇÃO DAS VIGAS DE ARGAMASSA ARMADA PELO MÉTODO DE.DOBRADURA

A técnica de execução de peças de argamassa armada por dobradura,

cuja principal característica é a moldagem numa le etapa de placas planas, pa­

ra que o processo de fabricação (colocação das armaduras, vibração, etc.) seja

simples e econômico, foi originalmente desenvolvido por Shanchiev 98 O

grupo de São Carlos tem empregado o método de fabricação de peças de argamassa

armada por dobradura, destacando-se principalmente o trabalho desenvolvido por

Petroni 79 , o qual tem executado e orientado uma grande variedade de apli­

caçÕes práticas desse processo, entre as quais podemos citar peças de mobili~

rio urbano (bancos, bancas de jornal e flores) e domiciliar (reservatórios de

água,prateleiràs,bancadas), esculturas e elementos estruturais ou construtivos

(postes para rede elétrica e telefÔnica, canaletas para coberturas e veda­

çÕes).

~ importante ressaltar-se que quando do dobramento das peças

são desenvolvidas tensÕes nas mesmas e as deformaçÕes unitárias, causadas

-na o

pe-

las deformaçÕes plásticas na compressão, não são restringidas, de maneira que

os elementos por esse aspecto não ficam prejudicados Se pequenos danos forem

causados nas arestas pelo dobramento das placas, os reparos são feitos em se­

guida com a colocação de pequenas espessuras de argamassa aplicadas manualmen

te.

Devido ao reduzido peso das· vigas pré-fabricadas de argamassa arm~

da, decorre a facilidade de transporte e montagem desses elementos quando da

-. i

Page 31: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.8

execuçao da superestrutura dos pontilhÕes, fatores esses extremamente importan­

tes para a viabilização do sistema construtivo proposto.

Quando da execução da superestrutura dos pontilhÕes, as vigas são

rapidàmente colocadas sobre as regiÕes de apoio nos encontros, intercalando-se

aparelhos de apoio de neoprene e posicionadas de tal modo que permitam as suas

ligaçÕes estruturais tanto pela laje do tabuleiro como pela mesa de tração foE

mada com a argamassagem "in loco" das juntas dobradas. Esse rejuntamento deve

ser feito com especial cuidado a fim de se evitar uma corrosão prematura das

armaduras.

Após o rejuntamento no local das vigas, o que resulta numa primei­

ra interligação dessas peças, são então colocadas placas pré-moldadas de arga­

massa armada, ap~Íadasna parte superior das vigas, as quais servirão como~

1ementos de forma para a concretagem da laje colaborante. Quando da execuçãoda

laje,as placas·forma de argamassa armada são incorporadas ao concreto, contri­

buindo, pnrtanto, para a obtenção de espessura final especificada para o tabu­

leiro.

Com a concretagem no local da leje do tabuleiro, as vigas pré-fabr~

cadas de argamassa armqda ficam també~ solidarizadas pela mesa de compressão.

Os detalhes do projeto e de execução da ligação estrutural entre

as diversas vigas, pela mesas de tração e de compressão, serão oportunamente

considerados no desenvolvimento do nosso trabalho.

A figura 2.6 ilustra as fases de execução da superestrutura adota

da pela nossa proposta de programa para implantação de pontilhÕes rodoviários.

Qunato ao comportamen~o da ~uperestrutura, o conjunto na forma

final, constituído pe.las vigas pré-fabricadas de argamassa armada e pela laje

do tabuleiro em concr'eto armado moldado no local, fica bastante rígido transveE

salmente e garante uma boa distribuição de cargas, conforme constatado quando

dos ensaios realizados no protótipo,os quais serao devidamente analisados na

sequência do mesmo t~abalho.

A grande rigidez da superestrutura é conseguida atraves da forma

adotada para a seção transversal, bem como por meio das lig~çÕes estruturais

que tornam as vigas solidarizadas tanto pela laje colaborante como pela mesa

de tração. Além dessas ligaçÕes as vigas também são travadas transversalmente

nas cabeceiras do pontilhão através de vigas de concreto armado, moldados "in

loco" conjuntamente com a laje do tabuleiro. Essas vigas não se posicionam nos

apoios das peças pré-moldadas de argamassa armada e não foram consideradas co

mo transversinas rÍgidas. Entretanto, alêm de permitirem os fechamentos fron

tais das vigas pré-fabricadas·, também proporcionam uma solidarização entre

Page 32: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.9

1!! etapa: posicionamento sobre os apoios de neoprene ®, dos vigas pré-moldadas de seção triangular obtida

pelo dobramento das placas. de argamassa armada (j) , @ e @

2l!etapo: rejuntamento das vigas através de argamassagem n in loco" ® . 3!!elapa: colocação dos placas- tõrmo de argamasso armada @

4!! etapa: concrelagem • in loco • do laje do tabuleiro (l)

FIG.2.6 - ETAPAS DE EXECUÇÃO DA SUPER-ESTRUTURA PROPOSTA PARA O PROGRAMA

DE IMPLANTAÇÃO DE PONTILHÔES RODOVIÁRIOS.

essas peças e a laje colaborante nas extremidades da superestrutura.

Por outro lado, quando da ligação estrutural entre as vigas pré­

:Éabr:i,,cadas peta mesa de tração, além da argamassagem "in loco", o projeto prevê a

colocação de vergalhÕes de aço entre as peças, os quais constituem a parte da

armadura suplementar não incluída quando da execuçao das vigas. Esse detalhe

construtivo apresenta uma dupla vantagem.

Inicialmente, o posicionamentá das vigas deixando um espaço adequ~

do para a colocação de vergalhÕes e posterior rejuntamento com argamassa,

pode propiciar,quando necessário, uma melhor distribuição da armadura supleme~

tar, evitando nesses casos o aumento de espessura da placa inferior das peças

pré-moldadas. Esse fato é importante ao considerarmos os efeitos negativos em

relação a execução e a economia, quando, muitas vezes, o uso combinado de te­

las e vergalhÕes se faz necessário, exigindo engrossamentos localizados para

manter a proteção adequada da ferragem.

A armadura suplementar colocada quando do rejuntamento das vigas

Page 33: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.10

pré-moldadas pela mesa de traçao, também tem a finalidade de aumentar a capaci

dade de carga do pontilhão~ em casos especiais, simplesmente com o emprego d~

vergalhÕes com diâmetros superiores aos especificados, permitindo a utilização

das vigas padronizadas pelo projeto original.

Quando da concepção do sistema construtivo proposto, as nossas

maiores preocupaçÕes, quanto ao comportamento da superestrutura, foram em rela

çao as ligaçÕes estruturais entre os componentes e possíveis vibraçÕes excessi

vas que poderiam comprometer a estabilidade e a durabilidade das obras. Entre­

tanto, o conjunto mostrou-se extremamente rÍgido e aberto oprotótipo ao tráfe­

go normal, sujeito aos mais diversos tipos de carregamentos e sem nenhum tipo

de restrição, as verificaçÕes periÓdicas feitas não acusaram qualquer dano

que porventura tivesse ocorrido à estrutura. Evidentemente, uma maior tempo de

observação será necessário para conclusÕes mais definitivas, inclusive quanto

a influência de uma possível ocorrência de fissuras sobre a durabilidade do

pr~tótipo, mas as avaliaçÕes até então feitas deixam-nos bastante otimistas

quanto a viabilidade técnica ·da solução adotada para a composição da superes­

trutura, bem como em relação ao sistema çonstrutivo empregado.

2.3 - CONSIDERAÇÕES SOBRE O PROGRAMA PARA IMPLANTAÇÃO DE PONTILHÕES RODOVIÁRIOS

2.3.1 - DIRETRIZES GERAIS ESTABELECIDAS PARA O PROGRAMA.

O sistema construtivo desenvolvido no nosso trabalho constitui uma

contri~uição no sentido de oferecer uma alternativa à construção ar~esanal e

especializada de pontilhÕes rodoviários.

Para tanto, o programa adequado as condiçÕes de implantação desse

sistema, deverá reduzir consideravelmente as dificuldades dos serviços, possi­

bilitando a execução de mais pontilhÕes, com a mesma estrutura administrativa,

no mesmo espaço de tempo.

Por outro lado, o grau de industrialização do sistema construtivo,

o qual ao utilizar-se de uma tecnologia pouco requintada, possibilitará aos

MunicÍpios assumirem a execução das obras, permitindo uma participaçao comuni­

tária nos empreendimentos, fato esse de grande interesse do ponto de vista so­

cial.

Assim sendo, a diretriz imposta ao programa foi a de participação

conjunta do Estado e dos Municípios para a construção dos pontilhÕes· rodoviá­

rios.

Page 34: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.11

Ao Estado caberia a elaboração do projeto, a fabricação e distri

buição das vigas de argamassa armada e a assessoria na fase executiva, enquanto

os MunicÍpios se responsabilizariam pelo fornecimento da mão de obra, execução

da infraestrutura do pontilhão e serviços complementares.

De acordo com essa diretriz estabelecida, a nossa proposta de pr~

grama para implantação de pontilhÕes rodoviári?s executados com vigas de arga­

massa armada, produzidas em massa pela industrialização, apresenta como premi~

sas fundamentais a elaboração de projetos padronizados, simplicidade do pro­

cesso construtivo e participação comunitária.

2.3.2 - APLICAÇÕES DO PROGRAMA PARA IMPLANTAÇÃO DE PONTILHÕES RODOVIÁRIOS

A.nossa preocupação quando do desenvolvimento do sistema construti

vo destinado ao programa de instalação de pontes rodoviárias, não foi direcio-

nada no sentido de execuçao de obràs de grande porte. Ao contrário, o nosso

intuito sempre foi o de empregar a argamassa armada para a construção de pon-

tes de pequeno vão, as quais"''' embora· modestas, apresentam grande demanda e

contribuem significativamente como parte integrante dos ·sistemas viários.

Assim, a aplicação do programa proposto visa solucionar as traves--sias de pequeno vao, principalemnte no atendimento das necessidades urbana~mas

também aquelas de interesse no meio rural e complexo de estradas viciais.

No meio urbano, o processo de expansão muitas vezes implica em tra

vessias e canalizaçÕes de corregos de fundo de vale, exigindo um grande nume-

ro de pontes de pequeno vão. Particularmente, nas cidades de pequeno e médio •.

porte vislumbramos amplas possibil~dades p~ra o programa de instalaçÕes de

pontilhÕes executados com vigas pré-fabricadas de argamassa armada, não só para - _;,. .

atender a crescente demanda decorrente do processo de expansão, mas também na

substituição de mui~as pontes antigas sem possibilidades de restauração.

As estradas viciais também constituem um grande campo de aplicação

para.o p~ograma de implantação de pontilhÕes rodoviários ex~cutados com vigas

pré--fabricadas de- argamassa armada .Essas estradas, interligando mini regioes,

colocam os locais produtores de alimentos em contato direto com os centros con

sumidores, assegurando o acesso das cargas às rodovias principais, ferrovias e

hidrovias. Além disso, estas obras cumprem também a função de facilitar a loco

moção das comunidadés e integrar os munic-ÍpiÔs vizinhos. Para cada km de rodo­

vias tronco federais ou estaduais e estràdas principais de ligação entre esses

troncos, já construídos ou em construçao, são necessários dezenas de km de

Page 35: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.12

estradas secundárias nas quais a demanda de pontes indica uma esmagadora maio

ria de obras de pequeno vão em relação às convencionais de grande porte.

N9 Estado de são Paulo, a malha viária vicinal atualmente estimada

em 220.000 km e com aproximadamente 2.000 km em contrução, e de vital importân­

cia para o escoamento agrícola. Para que as vi~inais estejam em boas condiçÕes

de tráfego, o Governo Estadual desenvolve um amplo programa de recuperação de~

sas estradas. O programa de pavimentação, até o final de 1986 tinha atingido a­

penas ce-rca de 4% da malha de vicinais, o que revela a enorme extensão de vias

ainda a serem recompostas.

Evidentemente, quando da construção de novas vicinais ou da total

recuperação da malha já existente, haverá também necessidade de investimentos em

obras de infraestrutura nessas vias; com gastos para implantação, manutenção e

em muitos casos substituição de pontes. Aliás, um levantamento realizado pelo

Estado em 1983, mostrou que uma das maiores reivindicaçÕes dos municípios pau­

listas era a recontruçao de pequenas pontes que, após um período de cheias, fo­

ram destruídas pelas águas.

Uma outra aplicação de grande potencialidade do programa de instala

ção de pontes rodoviárias de pequeno vão, seria nas vicinais existentes nas a­

reas atingidas pelo representante das águas, quando da construção de barragens.

Nas regiÕes inundadas normalment~ forma-se um número considerável· de travessias

que exigem pontes de pequeno porte.

Poderíamos por fim considerar a possibilidade, ainda na zona rural,

da execução de pontes de pequeno vão em estradas particulares, que seriam cons­

truídas de acordo com o sistema porposto, sendo contudo elabor.ados projetos es­" . pecÍficos obedecendo as condiçÕes especiais ditadas pel~proprietári6:dessas es

tradas.

O Governo do Estado de São Paulo, consciente da importância do de­

senvolvimento regional, tem oferecido, principalmente a partir de 1983, -um pr~

grama de instalação de pontes de aço para a recomposição e ampliação da malha

viária vicinal.

A implantação dessas pontes metálic.as, cujos projetos foram desen­

volvidos pela COSIPA - Cia. Siderúrgica Paulista por solicitação da CPC - Coor

denadoria de Projetos Comunitários, subordinada a Secretaria de Obras, com os

serviços especializados de fabricação dos perfis·sendo executados por fabrica~

tes de estruturas metálicas sob a responsabilidade do Estado, sem dÚvida repr~

sentou um grande avanço no sentido de reduzir o déficit existente. Entretanto,

apesar de milhares de pontes terem sido implantadas através do sistema constr~

tivo com o emprego do aço, a demanda por parte dos municÍpios paulistas éainda

Page 36: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.13

muito grande.

O sistema construtivo por nos p~oposto p~ra a implantação de ponti­

lhÕes rodoviários executados com vigas pré-lah:Cicadas de argamassa armada, poderá

a cur·to prazo e a médio prazo, proporcionar aos municÍpios condiçÕes, através

dessa solução alternativa, de construir um grande número de obras de manor por­

te utilizando uma tecnologia simples, rápida e principalmente econômica.

2.3.3 A ADEQUAÇÃO DO PROJETO ÀS CONDIÇÕES DE APLICAÇÃO DO PROGRAMA PA­

RA IMPLANTAÇÃO DE PONTILHÕES RODOVIÁRIOS.

O nosso estudo de programa para a implantação de pontes rodoviárias

de pequeno porte, exigiu o desenvolvimento qe um projeto adequado ao fato de

que a execução dos pontilhÕes pudessem ser assumidas pelas administraçÕes muni

cipal, exigindo, portanto, facilidade nos serviços de montagem, mas por outro

aspecto, fosse também direcionado no sentido de agilizar o sistema de contrata

ção das obras.

O processo tradicional de execuçao de obras pÚblicas, ao envolver

um grande ~Úmero de projetos e atividades, dificulta a implantação de pontJ:.

lhÕes rodoviários exigidos pela demanda existente. Assim, as dificuldades ini­

ciam-se no gerenciamento onde a burocracia do sistema de contratação impede o

desenvolvimento ágil necessário para o volume previsto de obras e culminam com

o principal problema representado pelo elevado custo de execução das mesmas •

. O sistema construtivo adotado pela nossa proposta de programa para

implantação de pontilhÕes rodoviários, de acordo com a diretriz básica e'stabe­

lecida, de participação conjunta do Estado e do MunicÍpio, exigiu a padroniza­

ção de projetos que permitissem, nas·mais diversas condiçÕes e diferentes lo­

cais, a fácil execução seriada, boa qualidade e baixo custo ~as obras •.

Para o novo sistema foram inicialmente previstos quatro tipos de

projetos para vãos de 4,0, 5,0, 6,0 e 7,0 metros. Com a fixação dos vãos, a

industrialização das vigas de argamassa armada· torna perfeitamente viável a

contratação e execução dos pontilhÕes, de acordo com a sistemática proposta p~

lo programa. O Estado, através do D.O.P., seguindo os projetos padronizados p~

lo programa, poderá então contratar firmas especializadas para execução das vi

gas de argamassa armada, as quais seriam armazenadas nas regionais localizadas

no interior e daí distribuídas para as prefeituras. Assim seria possível o Go­

verno agilizar consideravelmente a forma de contratar e executar pontilhÕes r~

doviários, como ocorre atualmente com o programa de implantação de pontes com

Page 37: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.14

vigas metálicas, mas com uma tecnologia que resulta nu~a maior economia, sem ne­

nhum prejuízo da qualidade· das obras.

Ao nosso ver, o atual programa de instalação de pontes metálicas, o

qual sem dúvida nenhuma represent·ou um considerável avanço na industrialização

dessas obras, e mais indicado para pontes de médio e grande porte, pelo altocus

to.dos perfis executados.em aços especiais, com adiç~es de elementos de liga,

tais como o titânio,o vanádio e o nióbio. Para as pontes de pequeno vão, o sis­

tema construtivo ora proposto com o emprego de vigas pré-fabricadas de argamassa

armada, também permite a execução desssas obras com uma tecnologia segura, sim

ples, que reduz ao mínimo as dificuldades dos serviços realizados pelos municí­

pios, mas com um custo consideravelmente inferior.

Vejamos agora algumas consideraç~es quanto a fixação do valor de

7 m, para o vão do projeto tipo desenvolvido pela nossa proposta de programa p~

ra implantação de pontilh~es rodoviários.

Esse limite foi inicialmente estabelecido muito mais em função da

técnica empregada para a execução das vigas, com conformação final pós-moldagem

obtida pelo prpcesso de dpbradura de três placas planas, nas quais as arestas co

muns não são argamassadas numa primeira etapa, do que propriamente pelo compor­

tamento estrutural desses componentes, para comprimentos da ordem de até 10 me­

tros.

Verificaç~es experimentais permitiram-nos constatar que o processo

manual de dobramento, por nós inicialmente concebido, mostrou-se eficiente para

peças de até, aproximadamente 8 metros de-comprimento. Entretanto, este fato

não impede que o sistema construtivo originariamente proposto, não possa sofrer

modificaç~es de modo a permitir a execução de pontilhÕes com vãos superiores,de

até 10 metros, com a utilização das mesmas vigas pré-fabricadas de argamassa ar

mada.

Os projetos ~~ pontilh~es rodoviários com vãos superiores a 8 m, e­

xecutados com vigas pré-fabricadas de argamassa armada. com a seção transversal de

forma triangular, exigem algumas soluçÕes especiais, embora o conceito de im­

plantação das pontes fosse o mesmo, sendo mantidas a padronização, simplicidade

de montagem e participaçao comunitária.

Nesses casos, caso a produção das vigas pressuponha o emprego de

formas planas, o processo de dobramento, provavelmente, será feito mecanicame~

te. Em decorrência dessa_exigência de equipamentos, teríamos um aumento no cus­

to de implantação das industrias das vigas pré-fabricadas.

A outra hipótese de utilização das vigas pré-fabricadas,·com seção

transversal de forma triangular, para a execução de pontilhÕes rodoviários de

Page 38: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.15

maiores vãos, implicaria numa alteração no sistema construtivo proposto no que

diz respeito' ao processo de produção das vigas quanto ao método de moldagem das

mesmas. As formas adotadas seriam duplas (bilaterais) tal que a conformação da

seçao transversal das vigas ocoresse numa Única etapa. As formas duplas -sao

muito utilizadas nos proces'sos de produção industrial de peças de argamassa a!.

mada e o emprego dessa técnica pelo sistema construtivo para a execução de po~

tilhÕes rodoviários deve ser cbnsiderado. Assim sendo, quando da apresentação

de soluçÕes alternativas propostas para a continuidade da nossa pesquisa;volt~

remos a discutir essa questão, mas desde já fica ressaltado que o uso de for

mas planas contribui para um controle mais rigoroso na produção das vigas ao

evitar a incerteza do perfeito adensamento da argamassa e possibilitar uma

maior garantia dô cobrimento especificado para a armadura.

Quanto .à largura dos pontilhÕes, a simplicidade de execução devi­

do ao sistema construtivo concebido, permite a elaboração de projetos para os

diferentes valores estabelecidos pelas especificaçÕes das Prefe~tura Municipais

ou normas do DER, através da fixação do número de vigas pré-fabricadas necess~

rias a serem justapostas quando da montagem da superestrutura. Assim para es­

tradas vicinais, clas~e II, com duas faixas de tráfego, a largura adotada de

10 metros, correspondente as pistas de rolamento e acost.amentos lateriais, é

obtida pela justaposição de 25 vigas, para um vão da ordem de 5 metros. Já p~ f

ra a zona urbana,o projeto padronizado para um pontilhão de 5 m de vão, indica

para a largura de 8,40 metro?, dada pelo leito carroçavel e passeios, a justa­

posição de 21 vigas pré-fabricada~ d~ ~rgamassa armada.

De acordo com a padronização dos projetos, a laje do tabuleiro foi

especificada para execução em concreto armado moldado no local. Entretanto, a1

guns estudos e sugestÕes serão oportunamente apresentados quanto à possibilid~

des da pré-fabricação também da laje colaborante.

Quanto a fixação _da carga móvel, os projetos foram elaborados de

acordo com o pres5rit<!J na NBR 7188 para pontes classe 30, isso é para veículo ti

.po com peso total de 300 kN. Entretanto, a capacidade de carga dos pontilhÕes

pode ser acrescida, p'ermitindo o emprego das vigas pré-fabricadas padronizadas

em função dos tipos de projetos estabelecidos pelo programa, através do aume~

to de taxa de armadura suplementar colocada nas ligaçõe's estruturais ; quando

da execução do rejuntamento das vigas por argamassagem "in loco" para solidari

zação da mesa de tração.

Outro fator de importância para o sucesso da proposta de prog~ama

para implantação de pontilhÕes rodoviários, executados com vigas pré~abricaàas·

àe argamassa armada, consiste no empregq de uma fundação simplificada.

Page 39: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.16

O projeto concebido para a infraestrutura dos pontilhÕes, adota, a

princípio, a possibilidade da solução·ser tecnicamente viável como emprego de

uma f~ndação direta, de execução simples e economica, por meio da utilizaçãode

muros com gabiÕes. Esses gabiÕes são constituídos por rachÕes, devidamente con

tidos por uma tela de aço galvanizado, formando gaiolas de pedras. As telas de

aço galvanizado utilizadas na execução dos muros de gabiÕes, para contenção e

apoio, são normalmente fornecidas pelo G.overno, cabendo às prefeituras as pe­

dras e· á mão de obra executiva. Nas cabeceiras· dos pontilhÕes, sobre os encon-. .

tros, são previstas vigas de concreto armado moldadas no local, para a distri­

buição adequada dos esforços concentrados provenientes das regiÕes de apoio das

vigas pré-fabricada~para os muros de gabiÕes • A fundação em gabiÕes tem sido

amplamente utilizada pelos municÍpi~s, devido a sua simplicidade e economia.

Nas situaçÕes em que o emprego da fundação direta com muros de ga­

biÕes fica tecnicamente descartado, a opção prevista é a utilização de estacas

pré-moldadas ou moldados "in loco". Portanto quando as condiçÕes do sub-solo a_§_

sim o exigirem; o programa pr·evê a elaboração de projetos padrÕes de encontros

estaquead-os. Nesses casos, a disponibilidade de bate estacas ou usinas de con­

creto por parte dos municÍpios, pode tornar essa alternativa para a execução da

fundação, também interessante do ponto de vista econômico.

2.3.4 - A VIABILIZAÇÃO DA PROPOSTA DE PROGRAMA PARA .IMPLANTAÇÃO DE PONTI­

LHÕES RODOVIÁRIOS EXECUTADOS COM VIGAS PRÉ-FABRICADAS DE ARGAMASSA

ARMADA.

Os fatores preponderantes para a viabilização da implantação massi­

ficada de pontilhÕes rodoviários através do programa proposto, são: simplicidade

do gerenciamento e coordenação das obras, utilização de uma fundação ·simples

adaptável às condiçÕes locais, a participação das prefeituras na execução das

obras sem aumento da sua estrutura administrativa e,principalmente,o uso da ar

gamassa armada e do sistema construtivo desenvolvido.

O programa ora proposto para a implantação de pontilhÕes rodoviá

rios, executados com vigas pré-fabricadaâe argamassa armada, deverá propiciar

uma série de vantagens do ponto de vista técnico e econômico.

Quanto ao aspecto técnico poderíamos enumerar:

a) Padronização das obras executadas de acordo com os pr~jetos tipo de­

senvolvidos.

b) Industrialização das vigas permitindo uma produção em série com con-

Page 40: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

\~

2.17

trole rigoroso de qualidade na fabricação.

c) Leveza das peças ·pré-fabricadas facilitando o transporte e a montage~

da superestr4tura.

d) Simplicidade dos tipos · de fundaçÕes pela diminuição do peso próprio

da superestrutura.

e) Facilidade na execução das ligaçÕes estruturais entre os componentes

da superestrutura.

f) R~pjdez dos serviços complementares em concreto armado dispensando o

escoramento da laje.

g) Grande rigidez da superestrutura com boa distribuição das cargas.

Por outro lado, a execução de pontilhÕes rodoviários executados de

acordo com o sistema construtivo proposto, apresenta-se também como uma solu­

ção econÕmica, devido a uma série de variáveis a serem consideradas quando da

composição do custo final das obras, tais como:

a) ~usto de fabricação das vigas em argamassa armada, o qual é bastante

competitivo em relação ao apresentado por outros componentes industrializados

executados com outros materiais.

b) Custo de transporte minimizado pela leveza das peças pré-fabricadas em

argamassa armada.

c) Custo de execução das fundaçÕes simplificadas.

d) Custo de montagem das vigas feita rapidamente, sem a necessidade de e­

quipamentos mais sofisticados que podem ser exigidos quando do emprego de pe­

ças pré-fabricadas de maior peso.

e) Custo de execução da laje de concreto armado moldado "in loco", consi-

deraveimente diminuído ao considerarmos a reduzidÍssima taxa de formas e a

exigência de -escoramento.

-na o

f) Custo da superestrutura minimizado com o reduzido tempo de execuçao~r~

porcionado pelo sistema construtivo empregado,e utilização de mão de obra local

sem necessidade de uma maior especialização.

g) Custo de manutenção desprezível em relação a vida Útil prevista paraa

obra, desde que os componentes de argamassa armada sejam dimensionadas não so

no que diz respeito à resistência mecânica, mas também considerando-se a sua du

rabilidade em função do meio- ambiente. A qualidade das vigas é garantida atra­

vés do processo de execução adotado e do controle rigoroso da produção.

Considerando-se ~odos esses aspectos, quando da composição do pre­

ço total da obra, computados os custos de fabricação, transporte e montagemdos

elementos de argamassa armada, execução da infra e superestrutura, e gastos com

Page 41: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2.18

proteçao ou conservação dos pontilhÕes, a economia obtida é'bastante expressiva,

em relação a forma tradicional e artesanal de construção,e mesmo comparativame~

te à utilização de outros sistemas con-strutivos que empregam pré-fabricados com

outros materiáis. Alguns exemplos práticos serão oportunamente apresentados pa­

ra melhor esclarecer essa afirmativa.

A utilização da técnica de construçao da laje do tabuleiro com to­

dos os elementos pré-fabricados, solução a ser devidamente estudada como uma al

ternativa ao concreto armado moldado no local, deverá resultar num custo ainda

mais competitivo para a execução de pontilhÕes·rodoviários •. Também a concepçao

de novos projetos, para aperfeiçoar as ligaçÕes estruturais entre as peças pre­

fabricadas constituintes da superestrutura, serão cogitados a fim de consolidar

ainda mais os aspectos técnicos e e~onômicos proporcionados pelo programa de i~

plantação de pontilhÕes rodoviários através da utilização da argamassa armada.

O programa de implantação de pontilhÕes rodoviários industrializa­

dos com o emprego da argamassa armada, também tem sua viabilização reforçada p~

la simplificação imprimida ao gerenciamento e coordenação das obras. A sistemá

tica proposta, permitiria agilizar a forma de contratar e executar os ponti-

lhÕes, evitando toda a burocracia existente quando as obras são realizadas pe­

lo processo tradicional. Na forma tradicional de execução de uma obra pÚblicat~

mos uma série de entreves,que vão desde a análise de sua prioridade a nível re

gional e estadual até o encerramento de contrato. Assim, todo esse processo en­

volve um grande número de funcionários e atividades, tais como, desenvolvimento de

projeto específico para a obra, sistemática de contratação, deslocamento de em­

preiteiros e fiscalização dos serviços~

De acordo com as premissas estabelecidas pelo programa proposto, o

Estado teria possibilidades de aumentar consideravelmente a oferta de ponti-

lhÕes rodoviários, atualmente restrito praticamente ao plano de instalação de

pontes metálicas, que além de menos competivas do ponto de vista economico para

travessias de pequenos vãos, não suprem a demanda existente por parte dos muni-~ .

Cl.pl.OS.

O Estado ao se responsabilizar pelo· fornecimento de projetos padro­

nizados, distribuição das vigas pré-fabricadas em argamassa armada e assessoria

na fase executiva, facilitaria sobremaneira o gerenciamento e a coordenação das

obras, permitindo portanto· as administraçÕes municipais amplas condiçÕes pa­

ra implantação dos pontilhÕes utilizando-se de uma tecnologia simples, econÔmi­

ca e que possibilita o emprego da mão de obra local para a construçao da funda-

-çao, superestrutura e serviços complementares.

Page 42: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

C A P t T U L O I I I

PROJETO DA PONTE EXPERIMENTAL

Apresentamos nesse capítulo as atividades desenvolvidas, referentes

ao projeto da superestrutura composta por viga~ pré-moldadas de argamassa arma­

da, para a implantação do pontilhão experimental executado de acordo com o sis­

tema construtivo por nós proposto.

O projeto foi elaborado seguindo as especificaçÕes estabelecidas p~

la Prefeitura Municipal de são Carlos, a qual firmou um acordo de colaboração

com o Laboratório de Ensaios de Materiais de· Construção Civil da EESC-USP, sob

nossa responsabilidade,para assessoria e coordenação da construção de uma ponte

experimental no perímetro urbano.

A Prefeitura Munic~pal de São Carlos forneceu o projeto da infraes-

trutura da ponte experimental, o qual seguiu as diretrizes estabelecidas

nossa proposta do uso de uma fundação direta e simplificada, constituída

pela

por

muros de gabiÕes. Alias,esse tipo de fundação já vinha sendo anteriormente uti­

lizado pela Prefeitura Municipal de São Carlos para a instalação de pontes meta

licas. -Quando do desenvolvimento do nosso trabalho nao existia ainda por

parte da A.B.N.T. um procedimento para Projeto e Execução de Argamassa Armada.

Assim, o emprego de uma solução alternativa para a execução de pontilhÕes rodo­

viários,levou-nos a elaboração de um projeto essencialmente fundamentado na ex­

periência do grupo de São Carlos.

Seguindo-se, então, o planejamento estabelecido pelo orientador do

nosso trabalho, foi definid6~uma co-orientação pelo professor.Hanai, o qual por

ocasião da apresentação da sua Tese de Doutoramento "ConstruçÕes de Argamassa AE._

mada: Situação, Perspectivas e Pesquisas", havia enfatizado sobre a possibilid~

de do emprego. d.o material para a execução de pontilhÕes e passarelas.

As primeiras diretrizes para o desenvolvimento do projeto da ponte

experimental foram traçadas quando da nossa participação no Curso de P_Ós-Gradu~

ção "Seminários sobre Tecnologia da Argamassa Armada", pertencente ao Departa­

mento de Estruturas da EESC-USP, sob orientação do professor João Bento de Ha­

nai. Um dos seminários apresentados no referido curso, por San~os e Pastare 91

abordou o comportamento estrutural de pontilhÕes e passarelas de argamassa ar­

mada e especificamente da análise do nosso modelo para .a composição da superes­

trutura.

Page 43: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.2

As informaçÕes obtidas no seminário apresentado por Santos e Pasto

re. 91 foram de grande valia para o cálculo da superestrutura da ponte exper!

menta~, bem c·omo os conhecimentos por nós adquiridos quando do estudo dos traba-

lho~ desenvolvidos por Petroni 82 , Hanai 36 e Martinelli e Hanai 54

Em seguida, abordaremos as características do projeto por nós elabo

rado para a implantação do pontilhão experimental executado com vigas pré-mold~

das de argamassa armada.

3 .1 - LOCAL DE IMPLANTAÇÃO ..

De acordo com o estabelecido pela Administração Municipal, o local

determinado para a implantação da ponte experimental foi no Jardim Centenário,ao

norte do perímetro urbano de são Carlos, sobre o córrego Santa Maria do Leme

na altura do cruzamento da Rua Benedita Stahl Sodré com Rua América Jacomino.

A implantação do pontilhão no local permitiu a integração entre di­

versos bairros.de acelerado desenvolvimento. Os bairros situados a oeste do cor

rego Santa Maria do Leme, que corta a região no sentido norte-sul, tais como o

Jardim Centenário e Parque Santa Marta, tiveram os seus sistemas viários inter­

ligados com os bairros Jardim Nova Santa Paula e Jardim Paulistano,localizados

a leste.

Outro grande benefício decorrente da implantação do pontilhão foi a

possibilidade de rápido acesso dos bairros da zona oeste ao trevo norte da rodo

via Washington Luiz, através do Jardim Nova Santa Paula, Jàrdim Paulistano e

prolongamento da Avenida Francisco Pereira Lopes.

Por outro lado, nas proximidades do local definido para a implanta­

ção do pontilhão, existe um grupo escolar no Jardim Centenário. A travessia .do

carrego Santa Maria do Leme, pelos alunos residentes nos bairros situados a les

te era, até então, feita por meio de uma precária passarela de madeira, o que

representava grande risco por ocasião de chuvas de maior intensidade.

A escolha do local para implantação do pontilhão foi, portanto,bas­

tante adequada, tanto do ponto de vista social, como de interesse para a avali~

ção do comportamento do protótipo, pela alta intensidade e variedade de tráfego

que proporcionou ao sistema viário norte da cidade de são Carlos.

A figura 3.1 indica o local de implantação do pontilhão experimen-

tal.

Page 44: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

FIG.3.1 - LOCAL DE IMPLANTAÇÃO DA PONTE EXPERIMENTAL EXECUTADA COM VIGAS

PR~-MOLDADAS DE ~~G&~SSA ARMADA.

3.3

,

Page 45: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.4

3.2 PROJETO DA INFRAESTRUTURA

As características do sub-solo da região possibilitaram que fosse

adotada uma fundação direta através de muros de gabiÕes. Assim o projeto da

infraestrutura do protótipo foi idêntico aos utilizados pela Pre-

feitura Municipal de são Carlos quando da execução de outras pontes anteriormen

te instaladas.

Os encontros do pontilhão foram projetados com ~ma extensao de 16

metros, sendo formados por dois patamares de gabiÕes, o inferior com 2,20 m de

largura e o superior com 1,0 m, tal que a altura do muro atingisse aproximada~

mente 2 m. De acordo com o projeto, os muros de gabiÕes ficariam sobre uma base

de rachÕes apiloados, de largura 13,20 m, executada sobre o solo constituÍdopor

pedregulho grosso, também compactado, existente no local de implantação do pon­

tilhão.

Nas cabeceiras do protótipo foram previstas vigas de concreto arma­

do , de seção de 750 x 400 mm e 12 m de comprimento, com a finalidade de distri

buir , sobre os muros de gabiÕes, os esforços concentrados provenientes das vi­

gas pré~moldadas de argamassa armada. O cálc~lo das vigas de concreto armado foi

realiz~do pelo Departamento de Obras e Serviços Urbanos - DOSU

Prefeitura Municipal de São Carlos.

pertencentes a

A figura 3.3 ilustra a fundação direta simplificada adotada como so

lução para a infraestrutura da ponte experimental.

Foi também aventada a alternativa de projeto da infraestrutura atra

ves da utilização de encontros de concreto armado moldado no local, constituí­

dos por muros ealas iateriais sobre sapatas diretas. Todavia o D.O.S~U. prefi­

riu adotar a fundação em gabiÕes, amplamente utilizada pelo programa d~ implan­

taçao de pontes metálicas, visto apresentar-se essa solução como mais econÕmi-

ca.

3.3 - PROJETO DA SUPERESTRUTURA

3.3.1 - CARACTER!STICAS GERAIS

O projeto da superestrutura do protótipo foi elaborado àe acordo

com as especificaçÕes ditadas pela Prefeitura Municipal • A largura n~~~-­

.. :bbão-- estabelecida para o pontilhão foi de 8, 40 m, sendo 6, 30 m de leito carro

çavel e 1,05 m para cada passeio lateral. O comprimento total do pontilhão re-

Page 46: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.5

sultou em 5,74 m, computando-se as vigas frontais de fechamento. O vão te~rico

da superestrutura simplesmente apoiada e de 5,20 m,conforme indicado nas figu­

ras 3~2 e 3.3.

A superestrutura e composta por vinte e uma vigas pré-moldadas de

argamassa armada, com comprimento de 5,50 m e 0,36 m de altura, simplesmente a­

poiadas e interligadas tanto pela laje do tabuleiro de concreto armado moldado

no local, de 0,15 m de espessura, como pela mesa de tração cuja continuidade e

obtida por argamassagem "in loco" das vigas justapostas, tal que o conjunto na

forma final apresente uma altura total de 0,51 m.

As figuras 3.3, 3.4 e 3.6 ilustram respectivamente o corte longetu­

dinal da superestrutura e o corte transversal da infraestrutura, o corte trans­

versal da superestrutura e o detalhe da seção transversal da superestrutura da

ponte experimental.

As vigas pré-moldadas de argamassa armada foram as mesmas tanto sob

o leito carroçavel como sob os passeios. O emprego de um Único tipo de viga e

justificado principalme~te pelo objetivo de simplificar a execução do protôti­

p~Esse fato contribuiu . para que houvesse uma boa distribuição transversal das

cargas.

Com a industrialização das vigas de argamassa armada, quando de um

programa de implantação massificada de pontilhÕes rodoviários executados com o

sistema construtivo proposto, pode-se pensar na padronização de vigas de acordo

com a sua posição em reláção. aos valores das ordenadas da linha de in­

fluência para a distribuição transversal de cargas. Entretanto, como veremos a

seguir, a diferença entre a viga mais solicitada V6 e a menos solicitada Vl e

da ordem de 34%, justificando-se assim o emprego de vigas de mesmas caracterís­

ticas geométricas, variando-se apenas a área da seção transversal da armadurasu

plementar de tração~

Os passeios laterais são obtidos pela sobrelevação do tabuleiro nas

laterais, de tal modo a possibilitar altura para a passagem das tubulaçÕes de

serviços urbanos, conforme indicado na figura 3.4.

O guarda corpo utilizado foi metálico, constituído de tubos de aço

soldados, obedecendo a padronização imposta pela Prefeitura Municipal. As figu­

ras 3.4 e 3.5 ilustram o tipo de guarda corpo empregado na ponte experimental.

Do ponto de vista de segurança,o emprego de um só tipo de viga pr~

-fabricada de argamassa armada e sempre recomendável, quando considerada a po~

sibilidade da subida acidental de um veículo mais pesado no passeio .•

Page 47: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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I VIGA DE· CONCRETO ARMADO

I MURO DE GABIÃO

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VIGA DE CONCRETO ARMADO SOBRE O GABIÃO

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Page 48: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

ARMADO SOBRE O GABIÃO

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DE CONCRETO ARMADO

~VIGA Df AROAMAS!IA ARMADA

41.0 APARELI!O DE

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1.000

CANAL DO CÓRitUO Sll MARIA DO LEME

FIG. 3.3 - PONTE EXPERIMENTAL - CORTE LONGETUDINAL (Medidas em mm)

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MURO DE 3 () GABIÃO r

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Page 49: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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MURO DE GABIAO

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VISAS PRÉ-NOLDAOAI DE ARCIAMAIIIIA ARNADA

VIGA DE CONCRETO ARMADO MOLDADO "IN LOCO"

LA~E DI CONCIU!TO AIUIADO

MOLDADO "IN LOCO"

PAVUIINTAÇAO

FIG. 3.4 - PONTE EXPERU1ENTAL - 1/2 CORTE TRANSVERSAL (Medidas em mrn)

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Page 50: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.9

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TUBO DE AÇO

i===;·===f~=5=mm====~JI=======~======~ ' TUBO OE AÇO OlOOmo

750

400

360

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FIG. 3.5 - PONTE EXPERIMENTAL - VISTA LONGITUDINAL

3.3.2 - ESFORÇOS SOLICITANTES NA SUPERESTRUTURA

No cálculo dos esforços solicitantes na superestrutura foram consi­

deradas as aç~es especificaaas pela NBR 7187 "Cálculo e Execuçio de Pontes de

Concreto Armado" e ria NBR 7188 "Cargas MÓveis em Pontes Rodoviárias e Passarelas "de

Pedestr~s".Também, quando pertinente, foram seguidas as prescriçÕes da NBR6118

"Projeto e Execuçio de Obras de Concreto Armado".

O trem tipo e as cargas uniformemente distribuídas, quando da fixa­

çio da carga móvel de acordo com a NBR 7188, foram os especificados para pontes

de classe 30.

Considerando-se o porte da ponte urbana a ser implantada, os valo­

res das cargas do trem tipo classe 30, foram majorados somente do coeficiente

de impacto vertical.

Os esforços na superestrutura foram calculados, considerando-a co~

mo placa ortótropa, desprezando-se entretanto a rigidez à torçio.

Page 51: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

I VIGA PRE-MOLDADA DE ARGAMASSA ARMADA.

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360

4 20

PRÉ- MOLDADA DE ARMADA

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30

420

REJUNTAMENTO "IN LOCO"

FIG. 3.6- PONTE EXPERIMENTAL- DETALHE DA SEÇÃO TRANSVERSAL (Medidas em·mm)

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111

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Page 52: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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3.11

3.3.3 - VIGAS P~-MOLDADAS DE ARGAMASSA ARMADA

3.3.3.1 - CARACTERÍSTICAS DAS VIGAS

A seção transversal típica adotada para as vigas pré-moldadas, de forma

ma triangular, é composta por três placas de argamassa armada, de 30 mm de es­

pessura, conforme indicado nas figuras 3.4 e 3.6. Essa espessura é perfeitame~

te adequada para a colocação da armadura suplementar de tração sem a necessida

de de engrossamentos localizados. Por outro lado, não houve necessidade de um

aumento de espessura para obtenção de maior área de compressão na parte supe­

rior da seção.

Devido ao fato das vigas triangulares serem solidarizadas pela me­

sa inferior, através de rejuntamento por argamassagem no local, é necessárioum

pequeno afastamento quando do posicionamento das vigas, para que haja possibilid~

de do lançamento da argamassa. Assim, a largura final de cada módulo após o re­

juntamento "in loco" é de 420 mm, conforme indicado na figura 3.6. Com essa so-

lidarização temos uma continuidade da mesa de tração o que permite uma

distribuição . ·da armadurá.

melhor

A escolha da seção das vigas foi feita considerando-se o aspecto e.§_

trutural e o processo de fabricação das peças o qual oferece grande facilidade

de execução, sem a necessidade de tecnologia ou formas mais requintadas.

A seção transversal adot~da mostrou-se bastante resistente para su

portar os esforços quando do transporte e montagem das vigas, bem como durante

a concretagem da laje do tabuleiro, sem a exigência de engrossamentos paraabso~

ver as tensÕes de compressão.

Por outro lado a seção transversal definida facilita sobremaneira

as ligaçÕes estruturais entre as várias vigas pré-moldadas e a

dessas peças com a ·laje do tabuleiro.

solidarização

O ensaio da viga isolada realizado em laboratório e a prova de car

ga do protótipo, permitem-nos afirmar que a seção transversal definida para as

vigas pré-moldadas revelou-se perfeitamente adequada quanto à sua resistência

e rigidez, propiciando a superestrutura um excelentedesempenho principalmente

pela boa distribuição transversal das cargas e deformaçÕes verificadas.

Quanto ao aspecto de fabricação das vigas, a seção transversal es­

colhida possibilita a utilização do processo de moldagem por dobradura, extre­

mamente simples pelo emprego de formas planas, sendo a argamassa aplicada ma­

nualmente ou com eventual equipamento de projeção.

Ainda do ponto de vista de execução das vigas destacamos que a se

Page 53: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.12

çao transversal adotada evita cortes excessivos e consequente perdas da tela

de aço soldada, a qual é fornecida pelo fabricante em rolos de larguras padron.!_

zadas. A forma triangular da seção também possibilita que o processo de dobradu

ra empregado tenha apenas dois poptos de vinco.

A produção industrial das vigas poderá ser feita com a utilização de

formas duplas, com chapas metálicas, mas nesse caso as ligaçÕes estruturais en­

tre as diversas peças pré-fabricada seriam feitas com outra técnica. Essa pos­

sibilidade será oportunamente considerada no nosso trabalho. Todavia, o emprego

de formas metálicas duplas para a fabricação das vigas implica numa maior difi­

culdade para evitar as deficiências que porventura ocorram durante a moldagem ,

principalmente quanto à tendência da argamassa escorrer pela inclinação dos la­

dos da seção, prejudicando a perfeita aderência aos fios das telas,e também no

que diz respeito a uniformidade do cobrimento da armadura.

3.3.3.2 - ARMAÇÃO DAS VI,GAS PRÉ-MOLDADAS.

A armadura das vigas pré-moldadas foi constituída por uma armadura

de telas de aço de malhas de abertura limitada, distribuída em toda a

transversal, e uma armadura suplementar definida por vergalhÕes de aço.

-seçao

A armadura difusa, característica da argamassa armada, foi composta

por duas telas soldadas de fios de diâmetro 2,50mm, espaçados 50 mm, de aço

CA-50 B, colocadas justapostas de tal fo~a a obter-se uma malha de 25 x 25 mm.

Foi empregada a tela soldada fornecida pela Companhia Siderúr~icaBelgo-Minei­

ra, de designação.EQ 98, cujas características são especificadas pela NBR 7481

"Tela de aço soldada para armadura de concreto".

A armadura suplementar, composta por vergalhÕes de aço CA-50, foi

colocada em duas _etapas distintas; uma parte inicialmente quando da execução·das

vigas pré-moldadas e o restante por ocasião das ligaçÕe$ estruturais para soli­

darização das vigas pela mesa de tração. Foram utilizados vergalhÕes de diâme­

tro 6,3 mm, sendo que somente a barra colocada entre as armaduras posicionadas

quando do rejuntamento por argamassagem "in loco", teve seu diâmetro aumentado

para 12,5 mm. Os vergalhÕes de aço CA-50 empregados obedeceram as prescriçÕes

contidas na NBR 7480 "Barras e fios de aço destinados a armadura de concreto

armado".

Na falta de nornalização por parte da ABNT, a armaçao das vigas

pré-moldadas de argamassa ar~ada foi efetuada baseando-se essencialmente nas ex

periências do Grupo de São Carlos. Os valores adotados para as tensÕes admissí-

Page 54: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

;)

3.13

veis, quando da verificação das tensoes normais e tangenciais calculdas nas se­

çÕes consideradas de material homogêneo e elástico, foram de 13 MPa para as ten

sÕes normais de tração e de compressão, e 4 MPa para as tensÕes tangenciais.

Os esforços máximos por viga pré-moldada, devidos a carga móvel,fo­

ram verificados por dois processos: cálculo por processo aproximado através do

método de Guyon-Massonet 56

por Santos e Pastare 91:.

e cálculo por processo simplificado proposto

No cálculo dos esforços pelo processo de Guyon-Massonet, a supere~

trutura foi considerada como placa ortótropa, levando-se em conta a contribui­

ção da laje do tabuleiro como elemento de distribuição transversal das cargas,

desprezando-se entretanto a rigidez à torção tendo em vista a inexistência de

transversinas rígidas nos apoios. As figuras 3.7 e 3.8 indicam respectivamente

·os valores das ordepadas das linhas de influência para a distribuição transveE

sal de cargas ·e o trem tipo obtido para a viga mais solicitada (V6). Os esque­

mas dos carregamentos para o cálculo do momento fletor e esforço cortante dev!

dos à carga móvel, estão representados nas figuras 3.9 e 3.10. No car~egamento

atuante no tabuleiro, a carga por roda e a carga uniformemente distribuída em

toda a pista foram maJoradas pelo coeficiente de impacto vertical determinado

de acordo com a NBR 7188.

Para o cálculo dos esforços pelo processo simplificado, o efeitoda

laje do tabuleiro na distribuição transversal das cargas for reduzido à faixas

adequadamente escolhidas. Admitiu-se que a faixa de rolagem de largura igualà do . . - - . -··

veículo tipo (3 m) suporta as cargas, desprezando-se qualquer contribuição das

demais vigas pré-moldadas. No nosso caso, a faixa de rolagem considerada cor­

responde a largura d~da por sete vigas pré-moldadas justapostas. Os esquemas

dos carregamentos pa~a o cálculo do momento fletor e esforço cortante devidos

a carga móvel, estão indicados nas figuras 3.11 e 3.12. No carre.gamento consi­

derado, tanto a carga por eixo do veículo tipo como a carga uniformemente dis­

tribuÍda na pista foram acrescidas do impacto vertical.

Determinados os esforços devidos à carga permanente, foram obtidos

os esforços máximos t'otais por viga pré-moldada, os quais se encontram repre­

sentados nas figuras 3.13 e 3.14, respectivamente quando do cálculo feito pe­

lo método de Guyon-Massonet e para o realizado pelo pro'cesso . simplificado. Co~

parando-se os valores obtidos pelos dois processos utilizados, parece-nos ra­

zoável concluir que o cálculo simplificado fornece resultados significativos,

sendo válido o seu uso em projetos de pontilhÕes executados com a superestru­

tura proposta, para obras de pequeno porte(vãos limitados a 7 m).

Page 55: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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PROCESSO DE GUYON-MASSONET (Medidas em mm).

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Page 56: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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PONTE CLASSE 30 (VÃO • t5,20m 1

TREM TIPO PARA A VIGA VS

S8,21rN

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Fa•14.4 kN

S8.21rN

FIG. 3.8 - TREM TIPO OBTIDO PARA A VIGA Y~IS SOLICITADA (V6)

PROCESSO DE GUYON-MASSONET?6.

3.15

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Page 57: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.16

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~ 1.10m · 1. 50m 1.50m 1.10m=i I

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5.20 m

L.I.M.

FIG. 3.9 - ESQUEMA DO CARREGAMENTO PARA CÁLCULO DO MOMENTO FLETOR

DEVIDO À CARGA MÓVEL - PROCESSO DE GUYON-MASSONET 56~

~ 5,20m I

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L. I. V.

1.00

FIG. 3.10 - ESQUEMA DO CARREG&~NTO PARA CÁLCULO DO ESFORÇO COR-

TANTE DEVIDO À CARGA MÓVEL- PROCESSO DE GUYON-MASSONET. 56.

Page 58: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

1,10 m

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1,50m 1,50m

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136,4 kN

1,10m

. 3.17

L.I.M.

FIG. 3.11 - ESQUEMA.DO CARREGAMENTO PARA CÁLCULO DO MOMENTO FLETOR

DEVIDO À CARGA MÓVEL - PROCESSO SIMPLIFICADO 91 .~ ·

136,4 k N 136,4kN 136,4 kN

I I .

I l I

I I I I j I +0,7l ~

1, 50 m + 1,50 m t 1,50 m

I I I

I L. I. V .. . I I I I I I I .I

0,43

1,00 0,72

FIG. 3.12 - ESQUEMA DO CARREGAMENTO PARA CÁLCULO DO ESFORÇO CORTAN­

TE DEVIDO À CARGA MÓVEL - PROCESSO SIMPLIFICAD0 91

Page 59: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.18

PONTE CL.~SSE 30 lVÃO = 5,20 m )

!5, 20m

-- -- -- --Mg,mdx. =11 kN

Vg,móx= 6,32 kN

a, - peso próprio da viga ._ 9 1 = 0,88 kN/m. Vg+q,máx=47,7 kN

ti& -- peso próprio da laje do tabuleiro -- ll = 1,!58 kN /m-:: 2

a. -- peso próprio do pavi mentaçõo -- .ll~: 0,74 kN/m.

FIG. 3.13- ESRORÇOS SOLICITANTES NA VIGA_ v6 (MAIS SOLICITADA).

PROCESSO DE GUYON-MASSONET 56 .

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Page 60: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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3.19

PONTE CLASSE :30

(VÃO= ~.zo m )

!5,20 m

-- -- -- --Mg,móx. = 11 kN

M g + q. ,-máx." SS kNm.

Vg. máx.s8,3ÚN

V g + q, máx.=50,52 k N

peao próprio da viga- gl • 0,68 kN/ m

PISO próprio da laje do tabu lelro - Oz " l,SS kN/m

PilO próprio de pavimentação - g 3

: O, 7 4 k N I m.

FIG. 3.14 - ESFORÇOS SOLICITANTES NAS VIGAS DA FAIXA DE ROLAGEM -

PROCESSO SIMPLIFICADO. 91 *

Page 61: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.20

A armadura suplementar das vigas pré-moldadas foi entao determina­

da com base na verificação do estado limite Último, considerando-se os momen­

tos fletores máximos de cálculo indicados na ~igura 3.14. Caracterizada a con­

figuração de ruína por deformação plástica excessiva, procedeu-se a verifica­

ção no domínio dois prescx:i.to no item 4.1.1.1 da NBR 6118, considerando-se a

contribuição da armadura longetudinal de telas soldadas existentes nas almas.As

sim sendo, a armadura suplementar de tração foi constituída por cinco verga-

lhÕes de aço CA-50 de diâmetro 6,3 mm, colocadas na mesa inferior durante a

execução das vigas pré-moLdadas, conforme indicado na figura 3.15. A figura3.16

ilustra o detalhe do posicio.namento e cobrimentos da armadura difusa composta

por duas telas soldadas de fios de diâmetro 2,5 mm,e da armadura su~l~mentar de

tração constituída por vergalhÕes de aço de diâmetro 6,3 mm, colocados na mesa

inferior por ocasião da execução das vigas pré-moldadas. Também, quando da exe-- . - .,

cuçao das vigas pre-moldadas,foram inclu1dos em cada alma, um na parte superior

e outro ná parte inferior, dois vergalhÕes de diâmetro 6-,3 mm, com a função de

armadura construtiva, e de armadura suplementar de tração eventualmente solici­

tada durante as operaçÕes de transporte e montagem (figuras 3.15 e 3.16). Ore~

tante da armadura suplementar de tração e colocada por ocasião da execução das

ligaçÕes estruturais destinadas a solidarização, pela mesa de tração, das diver

sas vigas pré-moldadas. Em cada ligação são previstos dois vergalhÕes de diâme­

tro 6,3 mm e um central de diâmetro 12,5 mm, conforme ilustra a figura 3.17 a

qual indica o esquema das armaduras das vigas após a solidarização conseguida

através de rejuntamento por argamassagem no local da mesa de tração.

As barras da armadura suplementar das vigas moldadas foram posici~

nadas com o mesmo comprimento das vigas, prolongadas, portanto, até os apoios.

Isto ocorreu porque as três barras colocadas quando da execução das ligaçÕes e~

truturais entre as vigas pela mesa de traçao, por razÕes construtivas, devem

ser necessariamente extendidas até os apoios. As demais cinco barras poderiam

ter comprimentos eséalonados de acordo com o .cobrimento do diagrama de momento

fletor. Entretanto, tal procedimento não foi adotado visto ser pequena a econo

mia que haveria em relação a facilidade de colocação dos vergalhÕes ao longode

toda a extensão das vigas e considerando-se os possíveis erros que poderiam a­

contecer na montagem caso as barras tivessem diferentes comprimentos. Assim,c~

mo temos 100% dos vergalhÕes da armadura longetudinal de tração prolong.adas

até os apoios, o compr.imento de ancoragem retilínea das barras tracionadas ex!

gido de acordo com o item 4.1.6.2 da NBR 6118, fica evidentemente satisfeito

com larga margem de segurança.

Page 62: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

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3.21

PONTE CLASSE 30 (VÃOa:5.20m)

2 TELAS DE AÇO SOLDADAS JUSTAPOSTAS fio 2,50 mm (EQ- 98 I

SARRAFO ri I I --r I -

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ARMADURA SUPLE-MENTA R CA 50 A Ql:: 6,3 mm

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1. 2 50

FIG. 3.15 - ESQUEMA LONGETUDINAL DAS AP~URAS COLOCADAS QUP~O DA

EXECUÇÃO. DAS VIGAS PRt-MOLDADAS.(Medidas em mm).

Page 63: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

2 TELAS SOLDADAS JUSTAPOSTAS ·

FIG. 3.16- DETALHE DA~ ARMADURAS COLOCADAS NA· MESA DE TRAÇÃO QUANDO DA EXECUÇÃO DAS VIGAS

PR~-MOLDADAS. (Medidas em mm).

w . N N

Page 64: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.23

PONTE CLASSE 30 tYÃO • 5,20 •J

TELA !O- 98

75 75 35 ' Z5 \ \ ESTRIBOS

420 e .s.z.~-c/10••

FIG. 3.17 - ESQUEMA DAS ARMADURAS DAS VIGAS, APÓS SOLIDARIZAÇÃO

ATRAV:t:S DE REJUNTAMENTO POR ARGAMASSAGEM "IN LOCO"

DA MESA DE TRAÇÃO. (Medidas em mm).

Por outro lado, verificando-se o cisalhamento conforme critérios es

tabelecidos para o concreto, através do item 4.1.4.2 da NBR 6118, constatou-se

que a armadura transversal de telas soldadas adotadas seria suficiente para

absorver as forças de traçao.

A análise dos resultados do ensaio realizado sobre a viga pré-mold~

da em laboratório e os obtidos quando da prova de carga do protótipo, indicou

ser suficiente a armadura das vigas prevista. pelo projeto. Maiores detalhes s~

bre essas verificaçÕes serão oportunamente comentados quando da apresentaçãodos

ensaios executados.

Page 65: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.24

3.3.3.3 - LIGAÇÕES ESTRUTURAIS ENTRE AS VIGAS PR~-MOLDADAS

Após o posicionamento das vigas pré-moldadas sobre os apoios, devi-

damente afastadas para permitir o lançamento e o escoamento da argamassa pela

cunha formada pelas duas placas inclinadas da secção transversal triangular, as

vigas sao inicialmente solidarizadas pela mesa de tração através de ligaçÕes es

truturais executadas por meio de armaduras devidamente coloc~das nas juntas e

posterior rejuntamento por argamassagem no local. A figura 3.18 ilustra as eta-

pas de execução dessa ligação estrutural.

Após a execução das vigas pré-moldadas são posicionados os dois

vergalhÕes de diâmetro 6;3 mm, devidamente ancorados nas telas soldadas justa­

postas, por meio.de amarraçÕes com arame recozido, ficando as barras na parte -~nterna da curvatura formada pelo dobramento das telas. Pela parte inferior sao

colocadas estribos cie aço CA-60, com 3,2 mm de diâmetro, espaçados a cada 100

mm. Esses estribos são ancorados mecanicamente ao envolver as duas barras long~

tudinal de diâmetro 6,3 mm1 e atravessando as telas soldadas são curvados na

posição .indicada na figura 3.18. Os estribos sofrem ainda amarraçÕes ·com arame

recozido nas ancoragens das barras longetudina:is de diâmetro 6_,3 mm com as te­

las metálicas dobradas·~ Em seguida e colocado, sobre os estribos, o vergalhão

de diâmetro 12,5 mm, o qual também e devidamente amarrado com arame recozido

nas suas junçÕes com os fios de aço de diâmetro 3,2 mm. Esse vergalhão de

12,5 mm de diâmetro, posicionado sobre os estribos e devidamente amarrado aos

mesmos, será posteriormente dobra4o em ângulo reto nas suas extremidades e

ancorado na armadura das vigas de fechamento das vigas pré-moldadas, a qual

terá sua concretagem no local juntamente com à da laje do tabuleiro. A figura

3.19 indica a armaduia suplementar da mesa inferior das vigas pré-moldadas e

a posição de ancoragem dos vergalhÕes longetudinais de diâmetro 12,5 mm na ar­

madura das vigas de concreto armado moldado- "in loco".

Estando ,todas as armaduras devidamente posicionadas no local do

rejuntamento, a próxima etapa consiste na colocação das formas para a a~gamas­

sagem no local. As formas inferiores são constituídas por ~hapas comuns de m~

deira compe·nsada; cortadas com largura de cerca de 150 mm e fixadas na barra

longetudinal de diâmetro 12,5 mm por meio de amarraçÕes· feitas com arame reco­

zido, conforme esquematizado na figura 3.18. As formas laterais na parte in­

terna das vigas pré-moldadas, são obtidas com a colocação de tubos de aço,man­

tidos na posição através de travamento adequàdo, de tal modo a suportarem a

vibração da argamassa sem deslocamentos.·

A Última etapa da execução das ligaçÕes estruturais entre as vigas

Page 66: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.25

PONTE CLASSE 30 (VÃO: 5.20 m l

ARMAD-URA NEGATIVA DA LAJE-CASO, TELA DE AÇO SOLDADA EQ-96

CONCR"ETO DA LAJE

DO TABULEIRO. MOLDADO •1N .LOCO"

Q •6,0mm

ARMADURA POSITIVA DA LAJE-CASO, 0 • 10,0 mm

e e .., "' ~

e e .., "' ~

ESTRIBOS

03.Zmm

c/100 mm ARAME RECOZIDO PARA FIXACAO DA FORMA

lf i o 2,5 aim l

350

420

e e "l

"' . &

135

15

DE ARGAMASSA

LANÇAMENTO DA ARGAMASSA

I PARA REJUNTAMENTO

~ • IN LOCO" ..,_

"' . &

DE

FORMA COM CHAPA DE MADEiRA COMPENSADA IISOmmX 10mm l

FIG. 3.18 - ESQUEMA TRANSVERSAL DE EXECUÇÃO DA LIGAÇÃO ESTRUTU~~ ENTRE AS

VIGAS PRÉ-MOLDADAS PELA MESA DE TRAÇÃO (Medidas em mm).

pré-moldadas pela·mesa de traçao, e o rejuntamento por argamassagem no local.

A argamassa,com característic$idênticas às da empregada· na execução das vigas

pré-moldadas, é lançada na posição indicada na figura 3.18. Essa argamassa deve

rã ter plasticidade adequada para ao ser vibrada, apresentar mobilidade de tal

modo a preencher todo o volume da junta sem o perigo de deixar vazios e conse­

quentemente comprometer a durabilidade das armaduras. A vibração da argamassaé

feita externamente pela forma inferior.

As ligaçÕes estruturais executadas conforme o método executivo des­

crito, revelaram-se, a princípio, perfeitamente satisfatórias. Os ensaios real!

zados para a avaliação das ligaçÕes transversais, a prova de carga do protóti~

po e as vistorias feitas periodicamente estando o mesmo aberto ao tráfego, não

Page 67: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

o 1<1: o <1: o w > w o

3.26

PONTE CLASSE 30 (VÃO = 5,·20 m )

1 1_._ __ '""...........-!--ESTRIBOS

ll' Cll=3,2mm

E E co cn o u)

" o I E E

10

N

i ~>----

75 . 75 75 75

~L-~~~~----~~---~----JL ____ i--~~~~--~

35 25 J,~ 35 25 25 35

I I 420 J

~----------~~----------~,

cllOOmm

E E co 'Ot" E 'Ot" E I() '(!)

" cn o o I .o E .. E o ,..,

I (I) ·E

j E

lO_ N -j

FIG. 3.19 - 1/2 ESQUEMA LONGETUDINAL DA ~~~URA SUPLEMENTAR DA MESA

INFERIOR DAS VIGAS PRÉ-MOLDADAS APÓS O REJUNTAMENTO !'IN

LOCO" - ~~CORAGEM DO VERGALHÃO CENTRAL DA JUNTA NA VIGA

EXECUTADA EM CONCRETO ARMADO MOLDADO NO LOCAL (Medi-

das em mm).

"' ' 1

Page 68: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.27

indicaram o surgimento de fissuração excessiva nas regiÕes rejuntadas, sendo

constatada a perfeita continuidade da mesa de traçao para os carregamentos pre­

vistos.

A solidarização entre as diversas vigas pré-moldadas pela mesa de

traçao poderá também ser realizada por outros processos. Um deles, a ser consi­

derado com maiores detalhes ao final do nosso trabalho, quando da apresentação

das propostas para continuidade da pesquisa, possibilitaria a união entre as di

versas vigas através do emprego de armaduras de espera, adequadamente posicion~

das por ocasião da moldagem das vigas e que seriam soldadas no local da obra.

A solidarização das diversas vigas pré-moldadas e também feita atra

ves da ligação das mesmas com a laje do tabuleiro. A armadura de ligação das vi

gas pré-moldadas com a laje de concreto moldado no local é constituída pelo pr~

longamento das telas soldadas para dentro dà laje, como mostra a figura 3.18.As

malhas das .telas soldadas são atravessadas pelas barras da armadura positiva da

laje. Nos encontros dos fios de aço das telas com os vergalhÕes da laje, -sao

feitas amarraçÕes com arame r~cozido de tal forma a se obter um travamento ade­

quado das armaduras. Por outro lado, as pontas das telas soldadas são cortadas

no nível de posicionamento da armadura negativa da laje,cujas barras ficam a­

poiadas nos fios das telas e são neles também amarradas com arame recozido.Qua~

do da concretagem da laje do tabuleiro, o concreto preparado com agregados de

dimensão máxima adequada às condiçÕes estabelecidas pelo espaçamento entre as

barras e fios da armadura, penetra também pelo espaço deixado entre as placas -

forma pré-moldadas de argamassa armada, completando assim a ligação estrutural

entre vigas e a laje do tabuleiro (figura 3.18).

No caso das vigas serem executadas com o emprego de formas duplas

para a moldagem das ~esmas em posição invertida, isto é, emborcadas, o tipo_ de

armadura de costura:.para a ligação das vigas com a laje do tabuleiro poderá ser

constituída por estribos de aço com dimensÕes adequadas, convenientemente esp~

çados e contidos na parte superior das placas laterais da seção transversal.

3.3.4 - APARELHOS DE APOIO DE NEOPRENE

Quando do posicionamento das vigas pré-moldadas sobre as vigas de

concreto armado moldado no local, existentes nas cabeceiras dos encontros do

pontilhão, constituídos por muros de gabiÕes, são intercalados aparelhos de

apoio de neoprene. As figuras 3.3 e 3.4 indicam a posição dos aparelhos de a­

poio de neoprene colocados entre as vigas pré-moldadas de argamassa armada e

1 '

Page 69: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.28

as vigas de concreto armado moldado no local.

Inicialmente admitiu-se a possibilidade do emprego de aparelhos de

apoio fretados, mas essa hipótese foi ·descartada devido ao alto custo dos mes­

mos. Assim sendo, foram utilizados aparelhos de apoio de neoprene simples.

No dimensionamento dos aparelhos de neoprene foi adotada uma tensão

normal de 5 MPa sobre a almofada, valor esse moderado devido à deformação verti

cal do apoio. Para o esforço cortante máximo, as dimensÕes em planta obtidas p~

ra o aparelho de apoio foram de 80 x 150 mm. Limitando-se a 0,5 o valor da tan­

gente ao deslocamento angular do aparelho de apoio, sob açãp de efeitos de lon­

ga duração provocadas por temperatura , retração e fluência, a espessura obtida

foi da ordem de 2mm.

Na construção do protótipo foram empregados aparelhos de apoio de

neoprene simples, de dimensÕes em planta 80 x 150 mm e espessura de 10 mm, com + .

dureza Shore 70 5 SH e módulo de cisalhamento de 1,5 MPa referente a uma

temperatura de 20° C. Para essas características do material o recalque· previ~

to é da ordem de 1 mm, para uma tensão média atuante de 5 MPa sobre a almofada

.de neoprene com largura 80 mm e espessura 10 mm.

3.3.5 - PLACAS - FORMA PRt-MOLDADAS DE ARGAMASSA ARMADA

Após a solidarização ent~e as diversas vigas pré-moldadas através da

mesa de tração, são assentadas placas- forma, também executadas em argamassaaE

mada, na parte superior das vigas, conforme indicado nas figuras 3.6 e 3.18.

Essas placas pré-moldadas de argamassa armada servirão inicialmen­

te de formas para a concretagem da laje colaborante, sendo posteriormente incor

paradas e contribuindo para a obtenção da altura total de 150 mm prevista para

o tabuleiro.

As pl~cas - forma, de dimensÕes em planta 390 x 1225 mm e 15 mm de

espessura, foram armadas com a tela soldada para argamassa armada, de designa­

ção EQ-98, de fios de aço CA-50 ., diâmetro 2,·5 mm _,. espaçados longitudinal e

transversalmente de 50 mm. A figura 3.20 ilustra a armadura das placas - forma

pré-moldadas.

O emprego de uma tela soldada do tipo especificado é sufiéiente pa

ra absorver, com larga margem de segurança, os esforços decorrentes do carreg~

menta admitido de 4,3 kN/m2 , valor esse correspondente ao peso próprio da pla­

ca somado ao da laje do.tabuleiro e à carga acidental de 0,5 kN/m2• Todavia, é

justificado o emprego da tela EQ-98 para a confecção das placas pelo fato dos

Page 70: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.29

painéis empregados de 1215 x 960 mm serem obtidos com as sobras resultantes da

execução das.vigas pré-moldadas.

EQ-98 I1215X960l

/

. T.ELA SOLDADA

!>O ~ PL~CA- FORMA DE ARGAMASSA ARMADA

~~~ I I lj i~-----~----;1 ' i • J I --~--~c~· ~t~, ~. ~----~ ~--~3o~ __

1_Lr

1 --------~~ r·--------~~~:9_o_o------------4 ~ 3o ~

FIG.3.20 ESQUEMA TRANSVERSAL DAS PLACAS-FORMA PRt-MOLDADAS DE

ARGAMASSA ARMADA (Medidas em mm).

As placas forma foram executadas com 1,225 m de comprimento de tal

modo que a colocação de quatro placas justapostas permite que os Últimos 300

mm de cada lado, sobre os apoios das vigas, não tenham formas, possibilitando

portanto o enchimento dessa região com concreto por ocasião da moldagem da la

je do tabuleiro.

A tela metálica com traspasse transversal de 30 mm de· cada lado

das placas. conforme mostra a figura 3.20, quando do apoio das placas-formas s~

bre as vigas, é dobrada para cima e amarrada na armadura de ligação das vigas

com a laje do tabuleiro.

A superfÍcie das placas foi tornada rugosa com a colocação de pe-·. driscos logo após a mbldagem, de tal modo a melhorar a aderência da argamassa

ao concreto da laje colaborante.

3.3.6 - LAJE DO TABULEIRO

3.3.6.1 - CARACTERÍSTICAS DA LAJE

A laje do tabuleiro utilizada na composiçao da superestrutura do

pontilhão foi inicialmente concebida para ser executada em concreto armado mol

dado no local. Entretanto, foi também considerado o emprego da técnica da pré­

moldagem como solução alternativa para a·execuçao da laje, à qual será enfoca­

da na apresent~çao de nossas .propostas para continuidade da pesquisa.

Page 71: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.30

A espessura adotada no ante-projeto foi a mínima especificada pelo

item 6.1.1.1 da NBR 6118, isto é 120 mm (lajes destinadas a pesagem de veículos).

Entretanto, essa espessura mostrou-se insuficiente quando da verificação do es­

forço cortante. O valor de cálculo da tensão convencional de cisalhamento, de­

terminado de acordo com o item 4.1.4.1 da NBR 6118, foi superior ao valor Últi-

mo da tensão de cálculo encontrado segundo o item 5.3.1.2.b da NBR 6118. Esse

fato implicava na colocação de armadura transversal o que do ponto de vistacon~

trutivo não foi considerado interessante. Assim sendo, optou-se por um aumento

da espessura da laje para 150 mm e pela adoção de um maior ·valor para a resis­

tência característica à compressão do concreto.

O valor adotado para o fck do concreto da laje foi de 21 MPa,core~

pondente a classe de resistência C~21 preconizada pela A.B.N.T. através do pr~

jeto de norma 18:05.09, elaborada para classificar os concretos para fins es­

truturais. Para concreto com fck = 21 MPa e espessura de 150 mm, a verificação

da força cortante na laje do tabuleiro indicou a não necessidade de armadura de

cisalhamento.

Os passeios são ca'nstituídos pela sobrelevação do tabuleiro nas fai

xas laterais. Ass.im a altura obtida de 200 mm para o guarda-rodas ,permitiu a

colocação de_tubulâçÕes de serviços urbanos, como ilustrado na figura 3. 4. Coloca

das as tubulaçÕes de serviço,' o enchimento dos passeios poderá se.r feito com ma

terial di~ponível e adequado para tal, dando-se o acabamento final com capa de

concreto.

A drenagem do .tabuleiro e feita através de quatro tubos de PVC TÍg!

do, de diâmetro 75 mm, colocados nas posiçÕes indicadas nas figuras 3.2 e 3.4.

Conforme observamos nas figuras 3.4 e 3.5 , os tubos não atravessam as vigas

pré-moldadas de argamassa armada mas somente o concreto da laje, de tal forma

que o encoamento das águas ocorre la·teralmente. A declividade conseguida pela

coloêação da tubulação conforme mosTrado ~a figur<:J. 3.4 é da ordem de 10_%. ··-·-· -- - ~ - . . . . . - .

Nos rejuntamentos executados para interligação das vigas pela me­

sa de tração, foram também deixados pequenos drenas no meio do vão.

3.3.6.2 - ARMAÇÃO DA LAJE

Os esforços solicitantes na laje do tabuleiro, na direção transver

sal, foram calculados considerando-a também como placa ortótropa. Os esforços

foram determinados no meio do vão levando-se em conta os efeitos das cargas

concentradas reduzidas e das cargas uniformemente distribuídas, devidamente

Page 72: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.31

acrescidas pelo coeficiente de impacto vertical. As figuras 3.21 e 3.22 i~

dicam respectivamente o trem tipo homogeneizado resultante e os esforços trans­

versais máximos verificados.

170kN 170kN

FIG.3.21 - TREM TIPO HOMOGENEIZADO OBTIDO PARA O CÁLCULO DOS ESFORÇOS

431tN/m

loly

TRANSVERASIS SOLICITANTES NA LAJE DO TABULEIRO -

DE GUYON-MASSONET 56 • .

ESFORÇOS TRANSVERSAIS DA SEÇÃO 'I c b/2

36 kN/m

170kN

36 kN/m

13,6 kN/m mox.

loly • miil.

4 kN /rn

~ROCESSO

347,45

FIG.3.22 - ESFORÇOS TRANSVERSAIS MÁXIMOS VERIFICADOS NA LAJE DO TABULE!

RO DEVIDO AO EFEITO DAS CARGAS CONCENTRADAS E CARGAS UNIFOR­

MEMENTE DISTRIBUÍDAS - PROCESSO DE GUYON-MASSONET 56 • .

Page 73: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

"

3.32

Aos esforços solicitantes transversais máximos indicados na figura

3.22 foram somados aqueles verificados devido ao efeito de cargas localizadas

no tabuleiro.

Com os esforços máximos solicitantes na laje, as áreas das -seçoes

transversais das armaduras principais foram determinadas no estado limite Últi

mo, respeitando o valor mínimo considerado no item 6.3.1 da NBR 6118. As arma­

duras de distribuição por metro de largura da laje, tiveram suas áreas das se

çoes ~ransversais fixadas de acordo com o item 6.3.~ da NBR 6118.

3.23 indica a planta de armação da laje do tabuleiro.

A figura

PONTE CLASSE 30 ( VÃ O. = ~. 2 O m )

8.400

4.200 4. 200

51 NZ- C/ 2110 (POSITIVO)

2SN2:_ C/ 300 I NE&ATIVOI

o • .. .... o -X o

N .. <- • 0::< .s =>>

•ooll • li o- o ~ N 1- 25 ' to, o,. .. - Cs e. 55 o C/110 o <I- 10 - I :~:;;:; .... .... a:: o r.i

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li • . ~i li(. -· .,,

FIG.3.23- PLANTA.DE ARMAÇÃO DA LAJE DO TABULEIRO (Medidas em mm).

Page 74: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.33

As barras da armadura principal positiva não foram interrompidas,p~

r~ não debilitar o "tirante", visto que o escalonamento é recomendado apenas .P~

ra baixos va~ores da tensão convencional de ci.salhamento, isto é inferior a 50%

do vàlor Último da tensão de cáleulo, conforme indicaçÕes de Santos Netto 92

A figura 3.24 indica o corte transver~a~ da armação da laje do tabu

le.iro mostrando o detalhe do posicionamento dos estribos para a concretagem dos

passeios.

3.3.7- DETALHES CONSTRUTIVOS DA SUPERESTRUTURA NAS CABECEIRAS DO PONTI­

LHÃO

Para a concretagem da laje do tabuleiro é necessário que as vigas

pré-moldadas de argamassa armada tenham suas seçÕes triangulares fechadas nas

duas extremidades. Para tanto são usadas placas triangulares pré-moldadas de

argamassa aramada para tamponar os extremos das vigas. As placas triangulare~

com 25 mm de ~spessura, são armadas com a tela soldada EQ-98, havendo um tras

passe conforme indicado na figura 3.25. A fixação das placas triangulares e

feita pelo entrelaçamento dos fios da tela das placas aos fios longetudinais

das telas das vigas pré-moldadas, os quais ficaram propositadamente transpass~

dos nas extremidades. O detalhe da fixação das placas triangulares de fecha

menta transversal nas extremidades das vigas pré-moldadas de argamassa armada

está esquematizado na figura 3.26.

Além das seçÕes transversais nas extremidades das vigas,também os

espaços que ficam entre as mesmas nas proximidades dos apoios onde não são co­

locadas placas-forma (figura 3.27)~ precisam ser vedadas para evitar a penetr~

ção do concreto da laje. Essas vedaçÕes são feitas com formas perdidas de cha­

pascomuns de mad.eira compensada, com 6 mm de espessura, já sem condiçÕes de

reaproveitamento, as quais são cortadas na forma triangular e fixadas entre as

vigas pré-moldadas de argamassa armada.

As vigas, cujas dimensÕes e armaduras estao indicadas na figura

3.27, são concretadas juntamente com a laje do tabuleiro, tal que a superestr~

tura simplesmente apoiada, tenha toda a sua altura nas cabeceiras do pontilhã~

executada em concreto armado. Essas vigas também são utilizadas para a ancora­

gem de parte da armadura suplementar colocada por ocasião das ligaçÕes estrutu

rais executadas para solidarização das vigas pré-mqldadas pela mesa de tração.

As figuras 3.19 e 3.27 indicam os detalhes dessa ancoragem.

Page 75: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

GUARDA CORPO METÚ.ICO

200

1!10

360

zoo

1.000 lO

lO

N4•ZII f l,la• •C• 1.010 C/1110 !100

lO

100

N0-111 f 1 1 111111 • C• 1.040 C/1110

., -o ~. z o -i n rr1

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lf) (;')

rn úJ o

FIG.3.24- CORTE TRANSVERSAL PARCIAL (2X) DA ARMAÇÃO DA LAJE DO TABULEIRO (Medidas em mm).

. w .p.

Page 76: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

TELA SOLDADA

390

EQ-98

, PLACA PRE-MOLDADA

DE ARGAMASSA

ARMADA

3.35

FIG. 3.25 - PLACAS PR~-MOLDADAS DE ARGAMASSA ~~A PARA VEDAÇÃO

TRANSVERSAL NAS EXTREMIDADES DAS VIGAS (Medidas em mm).

ENTRELAÇAMENTO ENTRE QS F I OS DAS TELAS

~..-----TELAS

PLACA , PRE-MOLDADA DE ARGAMASSA

ARMADA

SOLDADAS EQ-98

LIGA PRÉ~MOLDADA DE

ARGAMASSA ARMADA

ENTRELACA.MENTO ENTRE -o FIO LONGITUDINAL DA TELA DA VIGA

COM OS FIOS DA TELA DA PLACA DE FECHAMENTO

FIG. 3.26 - ESQUEMA DE FIXAÇÃO DAS PLACAS P~-MOLDADAS QUfu~DO . .

DA VEDAÇÃO DAS VIGAS.

Page 77: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

e1o

ct • &,O mm

C! • 10,0 mm

VIGA DE CONCRETO

ARMADO MOLDADO

"IN LOCO"

100

PONTE CLASSE 30 (VÃO • ~.20m)

. LAJE DO TABULEIRb EM CONCRETO

MOLDADO "IN LOCO"

I

PRE-MOLDADA

DE ARGAMASSA ARMADA

~VIGA PRÉ- MOLDADA DE ARGAM4SSA ARMADA

VEDAÇÃO EM

ARGAMASSA ARMADA

----t...:.15

BARRA DA ARMADURA SUPLEMENTAR COLOCADA E~ITRE AS VIGAS PRE·MOLDAOAS. QUANDO DO REJUtHAMENTO POR ARGA­MASSAGEM " IN LOCO M

Q • 12,5 mrn, c• 5.900mm.

35 N&-C!&,.3111M

C I 1, 1 1 0 111M c/2.5()

FIG. 3.27 - DETALHES DAS VIGAS DE CONCRETO ARMADO INCORPORADASÃ SUPERESTRUTURA NAS CABECEIRAS DO PONTILHÃO

(Nedidas em mm).

Page 78: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.37

ANEXO I :· MEMORIAL DE CÁLCULO DA SUPER-ESTRUTURA DA PONTE EXPERIMENTAL

J 1 -·seçao transversal adotada ••• c ••••••••••••••••••••••••••••• o •••••• 3.38

2 Características geométricas e mecânicas da seção transversal ••••• 3.40

3- Pré-dimensionamento das v~gas de argamassa armada ·····~·········~ 3.41

4- Cálculo dos esforços devido a carga móvel •••••••••••••••••••••••• 3.43

4.1 Cálculo pelo processo de Guyon-Massonet 56 ••••••••••••••••. 3.43

4 2 C-1 1 1 . l"f" d 91 • - a cu o pe o processo s1mp 1 1ca o ••••••••••••••••••••••• 3.58

5- Cálculo dos·esforços devido a carga permanente ••••••••••••••••••• 3.62

6- Esforços totais máximos por viga pré-moldadas •••••••••••••••••••• 3.63

7 - Verificaç.·ão da flexao ................................ ·............. 3.64

8- Verificação do cisalhamento sem torção •••••••••••• · ••••••••••••••• 3.73

9- Ancoragem por aderência .......•.................... _ ............ ~. 3.73

10 - Cálculo dos esforços transversais e dimensionamento da laje do ta-

buleiro .......................................................... 3.75

11- Verificação no estádio li ········~······························· 3.86

12 - Momento de f is·suração ........................................ ·. . . . 3. 89

13- Abertura de fissuras ........•.........................•.......... 3.93

14- Verificação da placa-forma da laje do tabuleiro •••••••••••••••••• 3.97

15- Aparelhos de apoio de neoprene ••••••••••••••••••••••••••••••••••• 3.99

Page 79: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

. 3. 38

CÁLCULO DA SUPERESTRUTURA .-

1 - SEÇÃO TRANSVERSAL ADOTADA

A seçap transversal tÍpica das vigas pré-moldadas, es

quematizadas nas figuras 3. 4 e 3.6 ,indica a sua composição por chapas triangula­

res, de 30 mm de espessura.

-Essa seçao transversal foi adotada a fim de permitir a

aplicação adequada do processo de dobramento das peças pré-fabricada~.

O conjunto, na forma final, apresenta-se bastante ríg!

do transversalmente e garante boa distribuição das cargas.

A escolha da forma das vigas foi feita, portanto, con­

siderando-se o aspecto estrutural e também o sistema construtivo pois a fabri­

cação das peças apresenta grande facilidade de execução, sem a necessidade de

tecnologia maia requintada.

Para o dimensionamento da seção foram considerados os

seguintes valores e condiçÕes:

a) distância entre as resultantes de compressão e traçao nas res­

pectivas mesas: "z"

O valor de z é fixado em fu~ção do vão da viga 1 = 5,20 m.

De acordo com PETRONI, L. (VIGAS DE ARGAMASSA ARMADA - SAP -

EESC - USP) podemos fazer z variar de 1 12

z = 520 = .13

40 em

b) largura da mesa de compressao: "b 11

f

a 1 14

A largura da laje colaborante pode ser fixada em função de "z",

verificados os valores considerados pela NBR 6118.

O valor de bf é fixado entre 0,7 z e 1,0 z.

Para bf = z 40 em, segue a verificação do item 3.2.2.2. da

NBR 6118:

b <{o,1oL 3' . 6 hf = 90

52 em

em

40 6 2

52 em

Page 80: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

c) espessura da alma: "b " w

b ~ 0,08 Z ___,... b ~ 0,08 X 40 w w

d) espessura da-mesa inferior.

b w

3,2 em

3.39

A espessura da mesa inferior deverá ser no mínimo igual a altu­

ra ocupada pela armadura, mais 1,5 em.

A espessura das placas, constituintes das vigas trian­

gulares, foi de 3 em, valor esse que satifaz as condiçÕes c e d descritas aci-

ma.

Devido ao fato das vigas triangulars serem rejuntadas

"in loco" é necessário um pequeno afastamento entre as mesas inferiores, para

que haja possibilidade do lançamento da argamassa. Assim sendo, a largura fi­

nal de cada mÓdulo, após o rejuntamento "in loco'~ é de 42 em (distância inter­

eixos das vigas) , conforme indicado na figura 3. 6.

Com as dimensÕes finais da seção transversal

foram obtidas as seguintes áreas dos elementos:

Viga pré-moldada: A = 353,50 cm2 v

Laje colaborante: A1

630,00 cm2

tÍpica,

A área da seçao composta (viga ampliada) a ser usada no

cálculo do carregamento devido ao peso próprio, será:

A = 352,50 + 630,00 c I A = 982,50 cm2

_.l--c -I

Page 81: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.40

2 - CARACTER!STICAS GEO~TRICAS E MECÂNICAS DA SEÇÃO TRANSVERSAL

Pará o cálculo das características geométricas e meca­

nicas~foi utilizada a seção transversal simplificada ou seja uma seção I com

as seguintes dimensÕes:

2.1 -

2.2 -

altura total: ·h = 51 em

espessura da laje colaborante: hf = 15 em

• espessura da alma· : b = 6 em w

• espessura da mesa inferior: h. = 3 em l.

• largura da l~je colaborante: bf = 42 em

• largura da mesa inferior: b = 42 em

SEÇÃO StMPLES (VIGA P~-MOLDADA)

.A= 324 cm2

• y cg = 12,50 em

I = 43.012 4 " em

w. - 3.441 cm3 l.

w 1.830 cm3 s

SEÇÃO COMPOSTA (VIGA AMPLIADA)

.A= 954 cm2

. y = 32,97 em cg

• I= 260.440 em 4

W. 7.899 cm4 l.

W = -14.445 cm4 s

h 51 ·em

b = 42 em f

b 42 em

6 em

33cm

15 em

l

Page 82: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

. 3.41

3 - PRt-DIMENSIONAMENTO DAS VIGAS DE ARGAMASSA ARMADA

Para uma primeira determinação dos esforços admitire-1

mos as peças submetidas apenas a uma carga fictícia uniformemente distribuid~

q.

3.1 - CARREGAMENTO CONSIDERADO

a) cargas permanentes:

peso prÓprio

pavimentação

0,09825 x 2,5 = 0,246 tf/m

0,08 X 0,42 X 2,2 - 0,074 tf/m

0,32 tf/m

b) cargas móveis:

• carga equivalente, distribuída na faixa de tráfego de 3,0 x

5,2 m, ocupada por veículo de peso total = 30 tf

p = ~=-3:...0'--::--::-5,2 X 3,0

= 1,923 tf/m2

sobrecarga por viga = 0,81 tf/m

c) c~rga fectíc~a total: .--------· q = 0,32 + 0,81 _.I q = 1,13 tf/m 1

3.2 - ~~URA DAS VIGAS PRÉ-MOLDADAS

• M = 1,13 x 5,202 = 3,82 tf :.::m= 382.000 kgf ~-em 8

A = M 382000 .___.. A = 3,64 cm2 s

<f; 2500 X 42 ~s

X Z

z = d - 1/2 h f 49,5- 7,5 --+- z = 42 em

Utilizando-se 2 telas EQ - 98, com 35 em na mesa infe-

ríor, temos:

• A (telas) = 2 x 0,35 x 0,98 = 0,69 cm2 s

A suplementar (barras) = 3,64 - 0,69 = 2,95 cm2 s

' 10 0 6,3 mm (3,15 cm2

) l 3.3 - TENSÕES DE REFERÊNCIA (VERIFICAÇÃO NO ESTÁDIO I)

a) tensão na borda inferior:

<r: = 380.000 = + 48,1 kgf/cm2

7.899

cr'i <~ = 130 kgf/cm2 (limite PETRONI:82)

Page 83: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

b) tensao na borda superior:

380.000 14.445

= - 26,3 kgf/cm2

. Cs < Cfa = 130 kgf/cm2 (limite PETRONr:82)

c) cisalhamento:

0 v 2938 12 kgf/cm2

b X Z 6 X 42 w

v = 1.130 X 5,20 = 2.938 kgf 2

b < (; = 40 kgf/cm2 (limite PETRONI:82)

3.42

Page 84: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.43

4 - CÁLCULO DOS ESFORÇOS DEVIDO A CARGA MÓVEL

4.1 - CÁLCULO PELO PROCESSO DE GUYON - MASSONET 56

4.1.1 - Critério adotado

Os esforços foram calculados, considerando-se como placa or­

tótropa, levando-se em conta a contribuição da laje do tabuleiro como elemento

de distribuição transversal das cargas, desprezando-se, entretanto, a rigidez

a torção tendo-se em vista a inexistência de transversinas rígidas nos apoios •

. 4.1.2 - Coeficientes de Guyon - Massonet

a) Parâmetro de torçao: o( = O

Admite-se a contribuição nula da torçao, prevendo-se a .

colocação de vigas pré~moldadas sem transversinas nos apoios.

b) Parâmetro de transversinamento:

e 4Vr----~----~, l X ~~X :2t

sendo:

IJ... =

bl =

It =

inércia a flexão na 4ireção longetudinal, seção 4 posta ~ 11 = 260.440 em

distância entre longarinas __. b = 42 1 em

inércia a flexão na direção transversal

1m de laje ----. It = 100 X 15 3 28.125 12

4 em

• b2 distância entre transversinas __,., b · = 100 em 2 .

2b = 840 em __,.. b = 420 em

..L= 520 em

--e = 420 x 520

260.440 X

42 100 . _,.e = 1, 1-s

28.125

4.1.3 - Determinação dos trens tipos para as vigas

4.1.3.1 - Coeficientes dedistribuição transversal para

e= 1,75 e o( =o

com-

Page 85: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

··~·. . .

-

3.44

VALORES DE Ko< = K ·a

~ -h -3b/4 -b/2 -b/4 o b/4 b/2 3b/4 b

o -0,2352 -0,1817 +0,3228 +2,0491 +3,8913 +2,0491 +0,3228 -0,1817 -0,2352

b/4 -+0,0165 -0,1145 -0,1654 +0,3109 +2,0491 +3,9261 +2,1107 +0,2531 -0,8181

b/2 +0,0419 -0,0235 -0,1201 -0,1654 +0,3228 +2,11071+4,0420 +2,0281 -0,8068

3b/4 +0,0146 +0,0078 -0,0235 -0,1144 !

-0,1817 +0,25311+2,0281 ! • +4,2811 +3,3141 '

b -0,0113 +0,0146 +0,0419 +0,0165 -0,0432 -0,8181 :-0,8068;+3,3141 -as, sso1

Os-coeficientes K~ , para a determinação das ordena­

das das linhas de influência,"são dadas por:

Ko(, = K0

+ (k1 - K0

) x y;;;:-• para oi..· = O ~ Kc(. = K

o

4.1.3.2 - Coeficientes reduzidos para as vigas

.0~ valores dàs ordenadas da L. I. para a d-istribuição

transversal de· cargas~ ·estão indicados na figura 3.7 .-

Interpolando-se linearmente os valores de K~

e dividindo-se pelo número de vigas (n = 21), obtemos:

VALORES DE ( Kc<. = Ko) X 104 REDUZIDOS PARA AS VIGAS (n = 2l·VIGAS)

K o

~ r

r -h -3b/4 -b/2 -b/4 o b/4 b/2 3b/4 b

! v1 -5,38 +6,95 +19,95 +7,86 -20,57 --389,57 1 -384,19 +1578,14 +7404,80

v2 -0,45 +5,66 +7,50 -17,08 -46,95 I

-185,53 I +155,79 +1762,33 +5074,00

v3 +4,48 +4,36 -4,96 -42,00 -73,33 +18,50 +695, 77 +1946,52 +2744,00

v4 +9,55 +0,73 -20,39 -59,33 -38,48 +297,44 +1157,56 1+1824,00 +1186,00

v5 +14,75 -5,23 -38,79 -69,05 -57,62 +651,27 1+1541,17 1+1:94,90 +93,39

v6 +19,95 -11,19 -57,19 -78,16 +153,71 +1005,00 1+1924,76 I +965,76 1 -384,19 I v7 +15,11 -28,52. -65,80 +11,96 +482,53 1+1350,88 +1556,90 i +627,67 -386,00

. ·--------····--·--· -----·

v8 +10,28 -45,86 -74,45 +102,69 +811,35 +1696' 68 1+1189 ,02 I +289,571 -388,50

v9 -16,11 -60,92 -32,27 +313,59 +1151, 2 !+1690,81 ! +834,82 I +79,11! -334,00 ' I I

v lo -64,06 -73,72 +60, 72 +644,68 I +1502,10:+1333,28 1 +494,27 I -3,70! -223,00 ; I I

-112,00 -86,52 +153,71 1 +975,76 i +1853,00 +975,76 I +153,71 ! I

v11 ! -86,521 -112,00 I I I

Page 86: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

·.~~.··.- ..

temos;

' .

3.45

4.1.3.3 Carregamento. atuante no tabuleiro

O coeficiente de impacto e:

j = 1,4- o,oo1..lt = 1,4 -o,oo7 x 5,2o-j = 1,364

De acordo com a NBR 7188 (1982), para pontes classe 30

~ peso por roda -. ·P = 5 tf r

• carga uniformemente distribuída em toda a pista~ p = 500 kgf/m2

• carga uniformemente distribuída nos passeios____.. p' = '300 kgf /m2 ·(não ma..,.

jorada de impacto).

sobrecarga das peças que suportam diretamente os passeios ~p'' 500

kgf/m2 (sem impacto)

O carregamento considerado no tabuleiro sera:

roda_,..:fp 1,364 X 5 = 6,82 tf r

pista~ fp 1,364 X 0,5 = 0,69 tf/m2

passeio -iP p' + p" = 0,3 + 0,5 = 0,8 tf/m2

guarda corpo ~ 0,200 tf/m (peso próprio)

4.1.3.4 - Trens tipo para as vigas

Em anexo, temos os trens tipo obt·idos para as diversas

4.1.4 Cálculo do momento fletor devido a carga móvel

1,10 m 1,50 m 1,50 m

5,20 m

t

p r

1,10 m

.q

L.LM.

Page 87: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

M = p (0,55 + 1,30 + 0,55) + q X 5,20 X 1,30 q r 2

M 2,4 p + 3,38 q q r

ou

M = g _i} + p C.l L 1,5) _,. M 2,4 X p + 3,38 X q q 8 r 4 q r

4.1.5 - Cálculo da força cortante devido a carga móvel

I& f

5,20 m

1,50 m 1,50 m I

1,00

v p (1,00 + 0,72 + 0,43). q r

v 2,15 p + 2,60 X q I q r f

-p r

2,20 m

+ q X 1,00 X

2 5,20

I ~!

q

L. I. V.

3.46

4.1.6 - Esforços obtidos para as vigas pré-moldadas, devido a carga móvel.

Os trens tipos obtidos para as vigas (item 4.1.3.4) nos

fornecem os valores de P e q, os quais nos permitem calcular M e V ,·respec-r q q

tivamente de acordo com as expressÕes dàdas em 4.1.4 e 4.1.5.

A tabela a seguir nos fornece os resultados obtidos p~

ra os esforços devidos à carga móvel.

Page 88: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

...

0,69 tf/m2 I i

-3b/4 -b/2 -b/41

6,95 19,95 7,86

RODA ~ó,82 x 700 x 10-4 ~ 0,48 tf

PISTA- 0,69 x 705 x 10-4 ~ 0,05 tf/m

PASSEI0-..(0,'2.x7404,8+0,8x4717,0) x 10-4 • 0,5,3 tf/m

o

o,4a tf 0,48 tf Pr •· 0,48 tf

389,57 6,82 tf

384,19 0,2 ti/.n 0,69 tf/m 2

700

1.578,14

q • 0,58 tf/m

7.404,80

Page 89: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

O, 69 tf/m 2

0,45 -Jb/4 -b/2

-b 5,60 7,50 -b/4

RODA --.6,62 K 1050 K 10-4 • 0,72 tf

PISTA -+ 0,69 K 1056 K .10-4 • 0,08 tf/m

PASSEI0-+(0,2x5074+0,8x3589) K 10-4 • 0,39 tf/m

O, 72 tf O, 72 tf

185,53

46., 95 b/2

o b/4

Pr • 0,72 tf

q a 0,47 tf/m

0,2 tf/m

f' :--

Jb/4 b ~ ~

-i :<)

"' ;.:

-i .... .., o

"' > ~ > < ,_. C1 > <

N

1050.

1762,33

5074,80

Page 90: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

0,2 "/1 tfl,0,69 tf/m2

tf!m 0,8 I

-3b/4 I 4

4,48 4,36

RODA-6,82x 1350 K 10-4 • 0,92tf

PISTA._0,69 >< 1766 >< 10-4 • 0,13 tf/m

PASSEI0-+(0,2x2748,80+0,8x2468,00)xl0-4 • 0,26 tf/m

O, 92 tf P • O,'Í2tf r

6. 82 tf 0,2 tf/m

0,69 tf/m2 0,8 tf/m2

b/2 3b/4 b

695,

1350

q • 0,39 tf/m 1946,52

2744,00

Page 91: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

6,82tf

I 0,69 tf/m2

0,2tf/m~

~ b/4

i -b I

-Jb/4

9,55 o. 73

297,44

RODA- 6,82x (170,00 + 1520,00) x 10-4 • 1,15 tf

PISTA~ 0,69 x 2472 x 10-4 • 0,17 tf/m

. -4 PASSEI0~(0,2x128,15+0,8x1025,00) x 10 • 0,09 tf/m

1,15tf 1,15 tf P r • 1,15 tf

q • 0,26 tf/m

6,92tf I

I 0,8 tf/m2 ~ b/2 Jb/4 b

118,60

1520.0

I

0,2 tf/m

:" :-:-> :" ~

I

-i

"' "' :.: -i .... ., o ., > "' > > < .... C')

> < ~

w l./1 o

I

Page 92: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

0,2tf/m ~

~

6. 82 tf 6,82 t.f.

0,69 tf/m2

0,2 tf/m

"'" :... ....

-b 5,2 b/4 3b/4 b/2 b f' V>

14,75 -b/4 o-i

"' S! ::! "' o

"" > 651,27

RODA--.. 6,82x (440,00 + 1460,00) x 10-4

• 1,30tf 5:! > < ....

PISTA-. 0,69 x 3078 x 10-4

• 0,22 tf/m Cl > <

PASSEIO-. (0, 2x108, 74+0, 8x792) x 10-4

• O, 07 tf/m . 1460, o

1541,17

1, 30 tf 1,.30 tf Pr • 1,30 tf.

Page 93: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

0,2 tf'L

~2 I o

153,71

RODA -6,82 x (730,00 + 1380,00) X 10-4 • 1,44 tf

PISTA:.._. 0,69 ·x 4075 x 10-4 • 0,29 tf!m

PASSEI0~(0,2xl9,95+0,8x370) x 10-4 • 0,03 tf/m

6,82 d 384,19

O 69 tf/m2

b/4 b/2

f" :-' ~ r "' I ..., "' !<! ..., ..... "' o

~ ~ > < .... Cl > <

w V1 N

Page 94: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

0,2tf/m 16,82 tf j 6,82tf

~ · 0,69 tf/m2

I 386,00 ~

:..

o b/4 b/2

b

482,53

RODA__. 6,82x (1060,00 + 1040,00) x 10-4

• 1,43.tf

PISTA-.. 0,69 x 3690 x 10-4 • 0,26 tf/m

PASSEIO -+(0,2x15,11+0,8x207)xl0-4

• 0,02 tf/m

1,43 tf 1,43 tf Pr • 1,43 tf

q • 0,28 tf/m

Page 95: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

0,2 "'"b j '·"" I 6,82tf 4o.8tÚ

0,8 tf/m2 tf!m2 ,o 0,69

388,50 f' ..... ..... f'

o b/4 b/2 3b/4 00

I

o-!

"' "' :.: o-! ....

. '640,00 ..., o

I ..., > 11':!

I 1.189,02 I

811,, 35

RODA_,. 6,82x (1350,00 + 640,00) x 10-4 • 1,36 tf

PISTA- 0, 69 x 4120 x 10-4 • O, 29 tf/m

> < ..... C> > <

PASSEIO __.(0,2 x 10,28·+ 0,8 x 70)x10-4 • 0,01'tf/m

1,36 tf 1, 36 tf . Pr • 1,36 tf

q • O, 30 tf/m

w .

Page 96: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

60,92

.----------------------1~6_._s_2_tf--------------lr6-·_s __ '':r! .. stf/

0,69 tf/m 2 _ _ LJ· -b/4 o b/4 b/2

313,59 I 480,00

834;82

RODA- 6,82x (1450,00 + 480,00) x 10-4 • 1,32 tf

PISTA-0,69 x 4200 x 10-4 • 0,29 tf/m . 115], 2

PASSEI0-100,8 x 10 x 10-4 • 0,001 tf/m

1450, o

1, 32tf 1,32 tf Pr • 1,32 tf

q • 0,30 tf/m

334,00

w V1 V1

Page 97: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

j '·"" !"'" tf

tf/m 2 0,69

~b/4 o

644,68

RODA-+ 6,82x (1502,10+570,00) K 10-4• 1,41 tf

PISTA- 0,69 K 4230 K 10-4

• 0,30 tf/m

1502,10

Page 98: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

j '·"" j'·" tf

0,69 tf/m2

112,00 -b/2 -b/4 o b/4 b/2

112,00 ~

.... ~ f .... ....

1-1 :o !2 1-1 .... "' o

975,76 "' > ~

RODA- 6, 82x (1853, 00+220,00)x10-4•l, 41tf > <: ....

PISTA _.0,69x4.270x10-4 • 0,30 tf/m ~ <:

1853 .. 00

1, 4t tf 1, 41 tf Pr • 1,41 tf

q • 0,30 tf/m

Page 99: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.58

p q M v VIGA r q . q

(tf) (tf/m) (tf.m) (tf)

vl 0,48 0,58 3,12 2,54

v2 o, 72 0,47 3,32 2, 77

v3 0,92 0,39 3,53 2,99

v4 1,15. 0,26 3,64 3,15

v5 1,30 0,29 4,10 3,55

v6 1,44 0,32 4,54 3,93

v7 1,43 0,28 4,38 3,80

v8 1,36 0,30 4,28 3,70

v9 )., 32 0,30 4,18 . 3,62

v lo 1,41 0,30 4,40 3,81

v11 1,41 I 0,30 4,40 3,81 I

4.1.7- Análise dos trens tipos

A diferença entre momentos provocados pela carga móvel

é relativamente pequena, atingindo o valor máximo de 45% entre a viga mais so­

licitada (V6) e a menos solicitada (V1)~

praticamente idênticos.

Notamos também que os esforços nas vigas v5

a v11

são

Se considerarmos tambem o efeito da carga permanente,

a diferença entre os esforços obtidos para as diversas vigas, ficará bastante

diminuída.

Portanto,podemos armar igualmente todas as vigas ado­

tando-se para carregamento o trem tipo da viga v6

4.2 - CÁLCULO PELO PROCESSO SIMPLIFICADO 91 ·

4.2.1 - Critério adotado

Para o cálculo dos esforços,o efeito da laje do tabuleiro na

distribuição transversal das cargas, foi reduzido à faixas adequadamente esco­

lhidas.

Consideramos uma faixa de rolagem de largura do veiculo tipo

e admitimos que essa faixa suporte as cargas, desprezando-se qualquer contri­

buição das demais vigas pre~moldadas.

Page 100: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

8,4 m

4.2.2 Cálculo do momento· fletor devido a carga móvel

4.2.2.1 - Projeçio do veiculo tipo n~ tabuleiro.

5,20 m

4.2.2.2 - Momento na faixa de rolagem (3,0 x 5,2 mY

• peso por roda ~ P = 5,00 t:f r

• coeficiente de impacto ~ j' = 1,364

peso por eixo~ P = 2 x 5,00 x 1,364 = 13,64 tf e

13,64 tf 13,64 tf 13,64 tf

•' -f

I I I

' i ~I ~ ~.~ ~»"' .. ~

1,10 m I

1,50 m 1,50 m 1,10 m I.

L. I.M.

3.59

3m

Page 101: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.60

Mq: 13,64 (0,55 + 1,30 +.0,55) ._. Mq 32,8 tfm

4.2.2.3 - Momento por viga pré-moldada

Como a faixa de rolagem admitida corresponde a 7 vi­

gas pré-moldadas, o momento por viga sera:

Mq = 32]8 -1 Mq = 4,70 tf.m I 4.2.3 - Cálculo da força cortante devido à carga móvel

4.2.3.1 - Projeção do veículo tip~ no tabuleiro

----~~f

8,4 m p . 2m

---- -.

- ___ J!..

-1-----~t ____._! ---:--1 ---!-----1 ~~~1~,~5~0~m~~~~;oG~l~,~5~0~m~--~~~L4---~1~,~5~0~m~P~l~-0~,-7_m-e~~· I 5,20 m I . ~

4.2.3.2 - Força cortante na faixa de rolagem (3,0 x 5,20 m)

• carga de multidão _ p = O, 5 tf /m2

• coeficiente de impacto __ J? = 1,364

q = 3 X 0,5 X 1,364 = 2,05 tf/m

3m

Page 102: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.61

13,64 tf 13,64 tf .13,64 tf

tl ll ,.._.. q = 2,05 tf/m ~ i~

lf I I. I ~ j . . 1,.50 m 1,50 m

I 1,50rri 0,7m; ...... .....

L. I. V. 0,43

1,00 0,72

V = 13,64 (1,00 + 0,72 + 0,43) + 2,05 X 0,14 X 0,7 ~V • 2 . q

29,5 tf

4.2.3.3 - Força cortante por viga pré-moldada

.'Como a faixa de rolagem corresponde a 7 vigas pré-mold§:

das, a força cortante por viga sera:

v = 29,5 q

7 4,22 tf

Page 103: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

5 - CÁLCULO DOS ESFORÇOS DEVIDO A CARGA PERMANENTE

5.1 - CARREGAMENTO POR VIGA PRe-MOLDADA

• ·peso próprio =·0,09825 x 2,5 = 0,246 tf/m

• pavimentação = 0,08 x 0,42 x 2,2 = 0,074 tf/m

g = 0,32 tf/m

5.2 - CÁLCULO DO MOMENTO FLETOR DEVIDO A CARGA PERMANENTE

Mg= g-}2

= 0,32~5,202 ~1Mg.=l,ltf.m I 5.3 - CÁLCULO DA FORÇÃ CORTANTE DEVIDO A CARGA PERMANENTE

v = g~ g 2

0,32 X 5,20 I v = 0,84 tf 2 .--.. g

3.62

Page 104: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

6 - ESFORÇOS TOTAIS MÁXIMOS POR VIGA PR€-MOLDADA

6.1 - ESFORÇOS OBTIDOS PELO PROCESSO APROXIMADO

(GUYON- MASSONET:56)

6.Ll Momento fletor máximo

devido a carga móvel: M =4,54 tf.m q

devido a carga permanente: M g

1,1 tf.m

Mmáx = 4,54 + 1,1 ~ Mmáx = 5, 64' tf .m

6.1.2 - Força cortante máxima

devido a carga móvel: V = -3,'93 tf q

• devido a carga permanente: V = 0,84 tf g

V - = 3, 93 + O, 84 -f> V - = 4, 77 tf max max

6.2 - ESFORÇOS OBTIDOS PELO PROCESSO SIMPLIFICADO 91

6.2.1 - Momento fletor máximo

devido a carga móvel: M q

4,70 tf.m

devido a carga permanente: M g

1,10 tf.m

M- =4,70+1,10~.M- ·=5,80tf.m max . max

6.2.2 - Força cortante máxima

• devido a carga móvel: v.= 4,22 tf q

• devido a carga permanente: vg = 0,84 tf

v - = 4,22 + 0,84 ~ v - = 5,06 tf max max

6.3 - CONSIDERAÇÕES SOBRE OS ESFORÇOS TOTAIS OBTIDOS

3.63

Comparando os valores dos esforços obtidos pelos dois processos uti­

lizados, parece razoável concluir que o cálculo_simplificado fornece resulta­

dos significativos para análise de ante projeto, ou para projeto definitivo,d~

pendendo da importância da situação.

No nosso caso, parece-nos bastante válida a utilização, para· projeto

definitivo, dos valores dos esforços obtidos pelo processo simplificado.

Portanto adotaremos para o projeto da super-estrutura os valores:

M -max 5,80 tf.m = 58kN .m

v - = 5,06 tf max = 50,6 kN

Page 105: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.64

7 VERIFICAÇÃO DA FLEXÃO

7.1- VERIFICAÇÃO DA SEGU~~ÇA À RUPTURA

7.1.1.- Características da armadura das vigas

A armadura das vigas pré-moldadas foi constituída por uma a~

madura difusa característica de argamassa armada, composta por duas telas sol­

dadas de fios de diâmetro 0 = 2,5 mm, espaçados longetudinal e transversalme~

te de 5,0 em, de aço CA-50 B_ (EQ-98) e uma armadura suplementar determinada

com base na verificação do estado limite Último, considerando-se os momentos

fletores máximos de cálculo.

7.1.2- Resistências características dos constituintes da super-estr~

tura.

a) argamassa: fck = 300 kgf/cm2 (30 MPa)

b) concreto da laje colaborante: fck = 210 kgf/cm2 (21MPa)

c) armadura das vigas pré-moldadas:

• barras (CA-50): fyk = 5000 kgf/cm2 (500 MPa) .

• telas (CA-50): fyk = 5000 kgf/cm2 (500 MPa)_

7.1.3- Configuração de domínio da seção •

. M = 5,80 tf.m = 580 tf.cm max

b.d2 = 42 X 49,5 2

M 580

fck = 210 kgf/cm2 ~ Ky

x = 3,5 = 4,40 em 0,8

177

0,07 - y 3,5 em

• como x = 4,40 em temos a configuração de domínio 2 (peça

retangular de seção bf x h)

7.1.4- Cálculo da armadura suplementar desprezando-se a armadura

longetudinal de telas nas almas.

Ky = 0,07 - CA-50 ~ K3 = 0,34

A s

0,34 X 580 49,5

----;.- A = 3, 99 cm2

s

• A ' s telas = 2 x 0,35 x 0,98 = 0,69 cm2

• A , barras = 3,30 cm2 s _., __ n-----:0--6-, _3 _mm __ <_3_, _4_7 _c_m_

2_)--!l

7.1.5 - Verificação no domínio 2 considerando-se a contribuição da

armadura longetudinal de telas nas almas.

Page 106: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

, .. 15 em

36 em

3.65

7.1.5.1- Hipóteses assumidas

a) diagrama retangular para R com y = 0,8 x CC

b) desprezam-se fios de telas nas almas

com ts < eyd

é d = fyd + 2. 0% .. y E

s

5000 + 2,0%·__....€ d 4,07%" 1,15 X 2100

. y

c) despreza-se a armadura comprimida

• b = 42 em f

7.1.5.2- Cálculo do momento resistente

-[------·-. -

R !:C

R SW

t__ -- Rs

6 = 10 %" s

Por tentativas -1 x 4,50 em 1~ f c

• y = O, 8 x _,.. y = 3 , 6 em ·

10 X 4,50 49,5 - 4,50

a d - x _.à = 4,07 (49,5 - 4,5) -+ a eyd . 6s 10

18,32 em

1%• < 3,5%"

d - (a t x)~ xyd =

0,85 X fcd X bf X Y

49,5 - (18,32 + 45,0)~x d = 26,68 em . y

0,85 X 210 X 42 X 3,6 _. R 19.278 kgf --- CC 1,4

R xyd x A X fyd 0,2668 X 4 X 0,98 X 5QQQ R 4.547 kgf SW SW 1,15 ~ SW

~ Mi ''Õf M .. ext •

·,,19,28 (49,5 - 3,6) 4,547 X 26,68 "if X 580 -2- 2

580 ~ Yt = 1,4_8

Page 107: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

7.1.5.3- Cálculo da armadura suplementar

;;N = o =$O R R R = o CC SW s

R = 19.278 - 4547 ·--9 R 14.731 kgf s s ' 3·,40 cm2 A 1,15 X 14.731 A s 5000

--? s

• Utilizando-se 2 telas EQ-98, com 35 em na mesa inferior:

A , telas = 2 x 0,35 x 0,98 = 0,69 cm2 s

3.66

• As, barras = 3,40 - O, 69 = Z, 71 cm2 -..j 706,3 mm e 1 0· de f2, 5 rnm I Das 7 barras de -6,3 mm, 5 serao colocadas na mesa inferior de 35 em

durante a execução das vigas pré-moldadas e 2 serão colocadas no nó, quando do

·rejuntamento "in loco" das peças. O vergalhão de 12,5 mm ficará no centro do nó.

As figuras 3.15, 3.17 e 3.18 indicam a armadura longetudinal das

vigas, respectivamente quando da execução das peças pré-moldadas e apos o re­

juntamento in loco dos nos.

7.2- COBRIMENTO DO DIAGRAMA DE MOMENTO FLETOR

Para o traçado do diagrama de momento fletor consideraremos a seguin­

te carga distribuída equivalente que resulta em momento máximo de igual valor :

·x (m)

M X

(tf.m)

M ~ = 5, 80 max

M X

= pl,2 2

0,52

2,09

p~2 = 8

I i 1

p x 5,2 2 ~ p = 1,716 tf/m 8

i I

'1)

i I '!t 1 1 1111+-

5,20 m

23,20

1,04 1,56 2,08

3, 71 4,87 5,57

p

O diagrama de momento fletor segue em folha anexa. (Fig. 9)

1, 716 tf/m

2,60

5,80

Observando o cobrimento do diagrama verificamos que todas as barras :L

da armadura longetudinal serão ancoradas nos apoios e portanto AS'ef 5,45cm.

Page 108: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

t'' •>l

2,60 m I

~ 0,52 I 0,52 I 0,52 r 0,52

1 0,52

10; 6,3 (2,724 X 2

0 = 6,3(2, 724 X 2) I I I

0 E 6,3(2, 724 X 2) I I I

0 • 6,3(2,724 X 2~ I

0 = 6,3(2,724 X 2~ I

0. = 6,3(2, 724 X 2)1 I

0 = 6,3 (2,724 X 2) ~

0 = 12, 5 (2, 724 X 2)

A5 , ef ~ 3,45 em~

-~

..... N

I

I~ "' z >-3. o

18 o H > I~ ~ o I"' 3: o 3: 1:'1 z I à ~ "' I~

...... < >• o u

V>

-;_, o

ê.-

"' o z .-3 1:'1

(") t"' > Ul Ul 1:'1

w o

w . 0\ "'--.1

Page 109: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

to

de

7.3- VERIFICAÇÃO DAS TENSÕES NORMAIS NO ESTÁDIO I

(TENSÕES E REFERÊNCIA)

7.3.1- Tensão

~=

7.3.2 - Tensão

na borda inferior, carregamento total

580.000 = 74 kgf/cm2 < 130 kgf/cm2

7.899

na borda superior, carregamento total

580.000 = - 40 kgf/cm2 < 130 kgf/cm2

14.445

7.4- ESTIMATIVA DA FLECHA COM CARREGAMENTO TOTAL

3.68

Tomando-se uma carga distribuída equivalente, que resulta em momen-

máximo

inércia

. a =

a ]:.

de igual valor, p = 1,716 tf/m,

da - geométrica simplificada seçao

5 X 1,716 X 5,20 4

384 X 2,0 X 106 X 2,6044 x lo-3

~ 1 5200 1625

E ·C

I

200.000 kgf/cm2 e momento 4

260.440 em ' temos:

0,0032 m --t>- a = 3,2 mm

• a flecha apresenta valor dentro dos valores admissíveis

1 700

7.5- VERIFICAÇÃO DA VIGA PRÉ-MOLDADA

7.5.1- Carregamento admitido

Tomando a seção total da viga, apos o rejuntamento, temos:

• peso próprio da viga = 0,03525 x 2,5 = 0,09 tf/m

peso prÓprio da laje 0,063 x 2,5 = 0,16 tf/m

sobrecarga acidental 0,05 X 0,42 =

7.5.2- Vfga simplesmente apoiada.

7.5.2.1- Momento máximo

M ~ max 0,27 X 5,20 2 -f> M ~

8 max

0,02 tf/m

0,27 tf/m

0,92 tf.m

7.5.2.2 - Verificação no estádio I

Page 110: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

a) tensao na borda inferior

~ = 92000 = 27 kgf/cm2 < 130 kgf/cm2

~. 3441

b) tensao na borda superior

3.69

~ =-92000 1830 =-51 kgf/cm2 < 130 kgf/cm2

7.5.2.3- Verificação no estádio III

K = 6 x 34,5 2 78 6 92

• fck = 300 kgf/cm2, K6 = 78 -. Ky = 0,13

• Ky = O, 13 _ y = 34,5 x O, 13 = 4, 5 em

Como existe armadura suplementar a segurança e satisfatória.

7.5.2.4- Flecha imediata

simplificada, I

Considerando-se o momento de in~rcia da seção geom~trica 4 43.012 em , e E = 250,000 kgf I cm2

, temos : c

• a

a .L

4 5 X 0,27 X 5,20 384 X 2,5 X 106 X 4,3012 X 10-4

~ 5200

1 2167

= 0,002_4 m ~ a

7.5.3- Momento negativo máximo da viga pr~-moldada.

2,4 rnm

Fixando C('c = 60 kgf/cm2 correspondente ao aparecimento da

lê fissura vísivel~

• M = - 0,001830 x 600 ~ M = -1,1 tf.m

vão máximo em balanço --p -1,1

JLb -max

2,85 m

0,27 X ..tb 2

2

7.5.4 Armadura para o transporte da viga

g 0,03525 X 2,5 0,09 tf/m

M 0,09 X 5,20 2

8 0,31 tf.m = 31 tf.cm

K = 6 x 34,5 2 230 6 31 fck = 300 kgf/cm2

, K6 230 ·--«> K y

K y

0,06, CA-50 _. K3

O, 33

0,06

A s

0,33 X 31 A --- -~ s

0,30 cm2

34,5

Page 111: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.70

Na parte inferior de cada alma das vigas pré-moldadas sera co

locada uma barra de 0 = 6,3 mm.

-Por razoes construtivas, a parte superior de cada alma das vi

gas pré-moldadas sera também armada com uma barra de 0 = 6,3 mm.

A armadura suplementar nas almas das vigas pré-moldadas sera,

portanto, de 4 0 6,3 mm, perfeitamente satisfatória como armadura de tração e­

ventualmente solicitada durante as operaçÕes de transporte e colocação das pe-

ças.

A figura 3. 23 1.-ndica . ·a armadura suplementar colocada nas almas

das vigas pré-moldadas.

Page 112: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3. 71

8 - VERIFICAÇÃO DO CISALHAMENTO SEM TORÇÃO

8.1 - VERIFICAÇÃO NO ESTADO LIMITE úLTIMO

8.1.1 - Valor de cálculo da tensao convencional àe cisalhamento, na

alma das vigas (tensão de referência).

De acordo com a NBR 6118, item 4.1.4.1, temos:

vd = 1,4 X 5060 ~I '""Gwd = 24 kgf/cm 2 1 · b . d 6 X 49,5 . _

W X

= ~wd

8.1.2 - Valor Último da tensao de cálculo

b ~ 5 h, temos: w

Segundo a NBR· 6118, item 5.3.1.2b, para peças lineares com

~wu 0,25 x fcd ( 45 kgf/cm2

?;wu 0,25 X 300 = 54 kgf/cm2 -~%wu 45 kgf/cm2 I 1,4 I

0wd <~wu

8.1.3 - Armadura transversal (telas) para resistir aos esforços

oriundos da força cortante

8 .1. 3.1 - De terminação da tens ao % d

De acordo com a NBR- 6118, item 4.1.4.2, temos:

• em peças lineares: = 1, 15 X ......J1 - "'!' ct::J wd lO c (em MPa)

• na flexão simples: = yJlxF· (em MPa)

. yJ 1 = coeficiente em função da menor taxa f 1 da arma-

dura longitudinal de tração, no trecho de comprimento 2h

a partir da face do apoio.

3,45 + 0,69 • 6 X 49,5

o, 014 (1,4%)

• para J 1 ::= 1,4% --t> yJ1.. = O, 126

r-c; c = o,l26 x yn' -i> %c = o-,-,58 MPa

1,15 X 2,4- 0,58-G;d 2,20 MPa d

22,0 kgf/cm2

Page 113: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

8.1.3.2 - Cálculo de A necessária (telas) SW

A sw b X S X

w ~d fyd

6 X 100 X 22,0 4350

A = 3,0 SW

A disponível ~ 2 telas TELCON EQ-98 nas 2 almas sw

2 x 0,98 x 2 = 3,92 cm2 /m OK!·

3. 72

Considerando a contribuição da armadura de ligação da viga

pré-moldada com a laje do tabuleiro, constituída por uma tela EQ-98, colocada

na parte superior (com 17 em de largura) de cada alma, teremos:

A 0 2,50 cada 5 em, em cada alma sw

A 2 X 0,98 1,96 cm2 /m sw

A disp

3,92 + 1:,'96 = 5,90 cm2 /m sw

8.2 - VERIFICAÇÃO NO ESL(oio I

~ = Vmáx bw x z

= 5060 6 X 0,7 X 51

= 24 kgf/cm2 ~ 40 kgf/cm2

Page 114: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

9 - ANCORAGEM POR ADERÊNCIA

9.1 - CÁLCULO DA ÁREA DA SEÇÃO DA ARMADURA PARA O ESFORÇO A ANCORAR

9.1.1 - Determinação do valor da

da peça, dado ao diagrama

De acordo com a NBR ·6118,

ser adotado em função da relação:

Para

i;d 1,15 x i(;wd

't;d 1,15 x '"C,wd

22,0 1,15 X 24

= 0,80 a ~

translação a .L de forças Rst

item 4.1.1.2.

0,80

= 0,75d

aj; = O: 7 5x 4 9 , 5 ~ I a;..., = 3 7 em

• paralela ao

na armadura.

o valor de a _.l,

3.73

eixo

pode

9.1.2 -·cálculo da resultante das tensoes de traçao na armadura lon-

getudinal R st

Segundo a NBR-·6118, item 4.1.6.2, temos:

a .L d

X Vd = _I!_ X 7084-1 R 49,5 . st

--------------~

5295 kgf

9.1.3 - Área calculada para ancoragem

A = Rst 5295 X 1,15 Ast 1,22 cm2

st fcd 5000

__,..

• As cale = A st -I As cale 1,22 cm2

9.2 - DETERMINAÇÃO DO VALOR ÚLTIMO .DA TENSÃO DE CÁLCULO PARA ADERÊNCIA

9.2.1 - Na ancoragem, em situaçao de boa aderência

(NBR·6118, itens 4.1.6 e 5.3.1.2.c)

'""(, bu 0,42 X \j-;::Z' fcd , para1rtb ~ 1,5 (em MPa)

3J 2" I '"'G·bu 0,42 x· 30 ~~b = 3,2 MPa 1,4 --f> u

9.2.2 Para escorregamento, em situaçao de boa aderência

(NBR-·6118, itens 4.1.6 e 5.3.1.2.c)

1; bu O, 74 3y fcd 2

' , para 'v b ~ 1,5 (em MPa)

'0bu 0,74 x ~ 1'bbu = 5,7 MPa

Page 115: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.74

9.3 - COMPRIMENTO DE ANCORAGEM RETIL!NEA DAS BARRAS TRACIONADAS.

De acordo com a NBR- 6118, item 4.1.6.2, temos:

~b= 0 X fyà 4 f'-P

to bu

x "As cale. A

se

0,63 X 5000 4 1~15 X 32

x 1, 22 >'P ~b = 8 em 3,45

• .tbl = 0 X fyd 4 ~bu

0,63 X

4

\

ibl/3 = 7,2 em

O 100 = 6,3 em )l;b'l'

10 em

9.4 - ANCORAGEM NOS APOIOS

I I I

:<5 I I

I I I'

75

.

,. 52,5 em

. .00

em

A cale. s

A ef. s

=

~e _tbl

5000 ... -º-·bl 1~15 X 32

10 em

/f~ 6,3

= 52,5 em > _tb

= 21,4 em

As ef.

As cale.

=

'

= 21,4 em

10 em

= 21,4 52,5

j ( j

I

0,41

• como temos 100% das barras,da armadura longitudinal de traçao prolog

gadas até o apoio:

3~45 = 3 o , As cale. 1,22

9.5 - VERIFICAÇÃO DO ESCORREGAMENTO DAS BARRAS NAS PEÇAS FLETIDAS

De acordo com a NBR

\7 = 1,15 x bw • IOb u;-

6118, item 4.1.6.1, temos:

X "6 wd ~ i, 15 X 6 X 24 ~ b ~ 8 X 2 íl . Ü, 315 ~1---------__j

11 kgf/cm2

• ~b < bbu =57 kgf/cm2

Page 116: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.75

10. CÁLCULO DOS ESFORÇOS TRANSVERSAIS

10.1 - COEFICIENTES DE MOMENTOS TRANSVERSAIS

10.1.1 - Parâmetros de torçao e de transversinamento.

Esses parâmetros, determinados no item 4.1.2, são:

• parâmetro de transversinamento ~ 0 = 1,75

• parâmetro de torção --P o( = O (adotado)

10.1.2 - Coeficientes de Guyon - Massonet para o( o e 0 = 1,75

o +34,03

b/4 +20,09

b/2 +4,27

3b/4 -0,24

o o

VALORES

-b/2l -b/4 b/2 3b/4 1 b I I -3b/4 o b/4

-41,00 1-123,601 -64,45 1 +643,96 1 -64,45 -123,60! -41,00 i +34,03

+a,u ! -44,25 1-12o,o3l -62,30\+644,21 I -66,22~-126,07 f -35,72/ 1 1 r ~-

+5, 7o i -2,41 -43,53 I -116,2o; -49,2o +663,52: -94,3o j-347 ,48

+2,01 l +3,06 I ~~-:;1 I -35~451 -~:·_11 +20,97j+;0,37:-805,2l-

! o 1 o! o\ o 1 o o i o i o

10.2 - ESFORÇOS NO MEIO DO VÃO

10.2.1 - Efeito das cargas

Será usado o trem tipo homogeneizado para facilitar o desen

volvimento das cargas em série de FOURIER.

O coeficiente de impacto transversal sera:

1,4 - 0,007 .L = 1,4 - 0,007 X 8,40 ___,. j = 1,34 t

O momento transversal será indicado por M . y

10.2.1.1 - Cargas concentradas reduzidas

Page 117: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.76

J..,; 5,20 m

3m 2b 8,4 m

i p = 0,5 tf/m2

_k_ ' 1

=! ;--, r= !__, d_j :- . ~ ~

I

r ; ! t I 1

I 1,10 m l,lOm

!

• M y,m

p m

1,50 m 1,50 m ..........

= )JJ .J x P x b x sen m \\ x ""' m ,..L

= )..,V o + CJ-.l; - ;LL- ) X v d.. _., .).ÀI = fo --i. o o<. o

(p/ O)

co 2 :f p X ~

..L m = 1

sen \\md ·~

sen \T mx ..L

onde d e a posiçao de cada carga concentrada em relação a origem

do eixo x.

p = 5,0 - 0,5 X 5,2 X 3 . 5, 2

• Fazendo m = 1, resulta:

p = 3,5 tf

,....,., ,_..., P = 2 x 1, 34 x ·3, 5 . (sen 11 x 1,1 + sen \ l x 2, 6 m· 5,20 5,2 5,2

p 4,04 tf m

.....-1 + sen ' x 4,1 ) 5,2

M -11. x 4,04 x 4,20 - M = 1711.0 y, m ,~o -..- y, m /'"'V, tfm/m I

10.2.1.2 - Cargas uniformemente distribuídas

M = b X jx p X S y,m m 001 ~

p ~ ~ ( 1 . sen 1\x x sen2 mh ) m

_.L íí m = 1 m _L

Page 118: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.77

-• Fazendo m = 1 e considerando-se que os esforços serao calculados

para a posiçao x = Jv;z

p 4 X p m

Pista _,. p 0,5 tf/m2 _,. fp m 1,34 X 4 X 0,5

\I 0,85 tf/m2

1 ! I I I I I t 4,30 tf/m.j,.

• Passeio_,.p = 0,8 tf/m2 --f> Pro 4 X 0,8 "1l

M y,m

T I L

= 4,20 X 0,85 X S + 4,20 X 1,02 X S'

i

M y,m 3,60 S + 4,30 S'

10.2.1.3 - Trem tipo resultante

.. 17 tf r7 tf . ..

11'

l l l3, 60 I I I j tf/m i ~ ~ * ~

10.2.2 - Esforços obtidos

1,02 tf/m2

(tfm/m) I

I I I

I ~ I 4,30 tf/m

~

-Em anexo seguem os esforços obtidos para as seçoes:

10.2.2.1 y = o

10.2.2.2 - ,y = b/4

10.2.2.3 - y = b/2

10.2.2.4 y = 3 b/4

10.3 - ESFORÇOS DEVIDb A CARGAS LOCALIZADAS

10.3.1 - Largura Útil

I ! I

l I I t

De acordo com a NBR · 6118, item 3.3.2.5, nas lajes arma­

das em uma só direção permite-se o cálculo simplificado como viga de largura

b igual à largura b da carga, se ~ for maior que o vão teórico ~ w

A largura ~ da carga, determinada segundo a NBR ·· 6118,

item 3.3.2.4, para a direção perpendicular à armadura principal, será:

Page 119: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

'

I I

EJ 4, 3 tf,.f

17,0 tf

3,60 tf/m

-3b/4 -b/2

-4 My,máx = (17x643,96+3,60x612+4,3x17)x10

My, max 1,33 tfm/m

o

3,60 tf/m l. 3tf /rol

17,0 tf

14.3J 3,60tf/m I

I

b/2 3b/4

-4 My,mim = (17x123,60+3,6x396+4,3x23)x10

My, mim = -0,37 tfm/m

34,03

1-' o . N . N . 1-'

tr1 (/) 1-rj o ~

<(") o tTl ~

o

w .

Page 120: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

My, max = (17x644,21+3,6x612+4,3x11) ~ 10-4 My, mim = -(17x125,03+3,6x315+4,3x85) x 10-4

My, max 1,32 tfm/m My, mim =-0,37 tfm/m

w .

Page 121: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

4,3 tf/m

-b

4,27

My, max

My, min

17,0 tf

I 3,6 tf/m

3,6tf/m

-3b/4

5,70 -b/2 -b/4

-4 (17x663,52+3,6x634+4,3x6) x 10

My, max = 1,36 tfm/rn

-l· (17xl26,2+3,6x207+4,3x232) x 10

~ min • -0,39 tfm/m L~-------·----------J

17,0 tf

I

o

17,0 tf E

I I I

3,60 tf/m

b/2

b

347,48

t-' o N . N . w

O" ...._ N

w . 00 o

Page 122: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

'l j

17,0 tf

I 3,6 tf/m

14,3tf/m 3,6 tf/m

0,24 -3b/4. -b/2 4, 71

-b 2,02 3,06 -b/4

. -4 My, max = (17x325+3,6x330+4,3x120) x 10

My, max = 0,73 tfm/m J L------

My, min =- (17x85,11+3,6xl09+4,3x262) x 10-4

I ~-------------------------

J My, rnin -0,30 tfm/m

1-' o . N . N . +o-

17,0 tf 1:-r:! cn "'l o

I ;:cl <(") o 1:-r:!

17,0 tf :3:: ,-----, 05,22 '<:

w

3,6tf/m cr'

........ +o-

3b/4

b

325,0

Page 123: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.82 , a r.. . .,.,

~///////////)//;;} 8 em

15 em . t--- .

I

I I

b = a + 2 c

b = a + 2 (R + h/2) = a + 2 (8 + 7,5) a + 31 (em)

Como o comprimento de contato de cada roda e, segundo a

NBR · 7188 item 3.3, de 20 em, a largura de espraiamento da carga até o plano

médio da laje, sera:

-

.

b = 20 + 31 -+ b = 51 em

Para b = 51 em, como .,9-- = 42 em.:

b = b -+I b 51 em I w w

10.3.2- Carga~uniformemente distribuída correspondente a carga de

roda:

- ------

I~ l I I I r,

' b = 40 em r--l... _____ .

.

42 em

b w

b 51 em

• ~= 42 em

q

I '

"I

De acordo com a NBR

de cada roda é de 40 em.

7188, item 3.3, a largura ~e contato b1

Page 124: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.83

Para b1

= 40 em, a largura deespraiamento da carga unifor­

memente distribuída, correspondente a carga de roda, será:

mos:

t = 40 + 2 (R + h/2) = 40 + 2 (8 + 7, 5) ~ t = 71 em

Considerando a carga q, somente para o vão ~ = 42 em, te

q = 1,34 X 5,0 --f'

0,42 q 16,0 tf/m ]

10.3.3 - Cálculo dos momentos

De acordo com a NBR 6118, item 3.3.2.6, as lajes contínuas

armadas numa Única direção, com cargas uniformemente distribuídas, poderão ser

calculadas como vigas contínuas livremente apoiadas, não sendo considerados mo

mentos positivos menores que os que se obteriam se houvesse engajamento perfei--to da laje nas extremidades dos vaos.

• M - = 16 0 X 0,42 2 X 1 max ~~·~~~~--

8 0,51 IM - = O, 70 tfm/m J ~ max

M. m1n

- 16,0 X 0,42 2

12 X 1 IM . =- O, 46 tfm/m J

0,51 -J mJ.n ~-----------------

10.4 - ESFORÇOS TOTAIS NA LAJE

·Não se consideram os momentos devidos ao peso próprio da laje, visto -que este e suportado inicialmente pelas placas armadas pré-moldadas.

M -max

M min

= 1, 36 + o, 10 ~ .~...( _M_~_áx __ z_,_o_6_t_f_m_l_m-'l

- 0,39 - 0,46~~~-M_m_i_n ____ -_o __ ,s_5 __ t_f __ m_~-m~J

10.5 - DIMENSIONAMENTO DA LAJE DO TABULEIRO

· 10.5.1 - Armadura principal

a) Armadura positiva:

• K = 100 X 13 2 = 82 6 206

f = 210 kgf/cm2 • K = 82-+ K ck ' 6 y

Ky = O, 15; CA-50--. K3

O, 35

A s

• A s

0,35 X 206 13

A ~ s

0,0015 X 100 X 15 -

0,15

Page 125: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.84

Tendo em vista a verificação da força cortante na laje a ar

madura sera aumentada de 5,55 cm2 1m para 7,14 cm2 1m (item 10.6)

As 7,14 cm2 lm ~E 10 mm cada 11 em

b) Armadura negativa

K = 100 x 13 2

6 85

• fck = 210 kgflcm2

= 199

--. K = 0,06 y

K y

0,06, CA-50 ~ K3 = 0,33

A s

A s

= 0,33

= 2,16

x 85 _A = 2,16 cm2 lm 13 s

cm2 I m -.+-~-0-=_8_mm __ c_a_d_a_2_0_c_m__,f

10.5.2 - Armadura de distribuição

a) Armadura positiva

Ad 0,2 x 5,55 = 1,11 cm2 lm - Ad = 0,9 cm2 lm / min

Ad = 1,11 cm2 1m ~ 0 = 6,3 mm cada 28 em I b) Armadura negativa

O, 2 x 2', 16 = O, 43 cm2 lm < Ad min O, 9 cm2 lm

O, 9 cm2 I m - \.:!L;;_0 __ 6_,_3_mm __ c_a_d_a._3_o_c_m_.-:

10.6 - VERIFICAÇÃO DA FORÇA CORTANTE NA LAJE

10.6.1 - Valor de cálculo da tensao convencional de cisalhamento

{tensão de referincia)

v -max 0,15 X 2,5 X 0,42 2

+ 1,34 X 5,0 X 1 2 0,51

De acordo com a NBR 6118, item 4.1.4.1, temos:

6,65 tf/m

. rc; wd = vd b X d

w

1,4 x 6650 . ~wd = 7,2 kgflcm2 /m 100 X 13 4 ~

10.6.2 - Valor Último da tensao de cálculo

Segundo a NBR · 6118, item, item 5.3.1.2.b, para. lajes sem

armadura transversal temos:

(em MPa)

T"""''

Page 126: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

0,60 X para h

7,14 J 1 = 0,0055 100 X 13 -

0,60 X ~ = 0,163

< 15 em .....

• 'bwul = 0,163 x\/?t = 0,73 MP•-tz?wul = 7,5kgf/cm2

1

Como -6wd /r-e wul não colocaremos armadura de cisalhamento.

- -

3. 85

Entretanto, as barras da armadura longitudinal nao serao interrom-

pidas, para não debilitar o tirante. O escalonamento da armadura é recomenda-

do apenas para baixos valores de ~wd ( ~wd <. 0 • 5 b wul) ·

Por outro lado, nos apoios, a armadura de costura das vigas pré-mol

dadas com a laje colaborante, também será utilizada como armadura transversal

da laje. Assim sendo essa armadura transversal, constituída por 2 telas EQ-98,

apresenta um A disponível igual a 2 x 0,98 = 1,96 cm2 /m. SW

A figura 3. 23 indica a planta de armação da laje do tabuleiro.

Page 127: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.86

11 - VERIFICAÇÃO NO ESTÁDIO II - OBTENÇÃO DAS TENSÕES COM A PEÇA EM SERVIÇO .

11.1 - DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DA L.N. NA SEÇÃO HOMOGENEIZADA

O cálculo será feito supondo a seção fissurada de acordo com o for­

mulário proposto por AMARAL, N.A. (ConstruçÕes de Concreto I, vol. II).

Dados:

. n = E _ê. = 7 E a

A = 0,69 (telas) + 3,45 (barras) = 4,14 cm2 s

A' = 1,04 x 0,42 = 0,44 cm2 (laje) s

11.1.1 - Cálculo para seção I

- -Substituindo a seçao vazada por uma seçao I de alma igual

a soma das projeçoes horizontais das almas inclinadas, temos:

bf = 42 em

t I I. -------+--- --e-

hf = 15 em I I I --- -

33 em

3 em

I I

I 6,93 em I

d = 49,5 em h 51 em -;; I ~

I I

I

I I

1-------t--- --t -- ----~--· - --------------

• p = (bf- b 0 ) x hf + n (As+ A'~ b

(42- 6,93) x 15 + (4,1Lf+0,44) x 7 6,93

o

p = ª0,5 em

Page 128: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

q = 1556,2 cm2

x = p ( -1 + V 1 + q I p 2,)

x =. 9,20 em

80' 5 ( -1 + v 1 + \

1556,~ ) 6480

3.87

Como a L.N. cortou a mesa de compressão (x < 15 em) a seção será

calculada como retangular de largura bf.

• X

11.1.2 - Cálculo para seção retangular

n • (As+ A's) • [-bf .

1 + vl + 2 X bt (A8 X d + A's x d')' n (A + A' ) 2

s s

X = 7 (4,14 + 0,44) • [ -42

1 + 1 + 2~42 (4,14 X 49,5 + 0,44 X 4 7 (4:;14'+ 0,44)

X = 7,53 em

11.2 - DETERMINAÇÃO DO MOMENTO DE INÉRCIA DA SEÇÃO RETAl~GULAR EM RELAÇÃO

À L.N.

2 2

I bx3 +nxA (d - x) + n Ji A' (x - d') r

3 s s

I = 42 X 7,53 3 + 7 X 4,14 J( (49,5 - 7' 53) 2 + 7 X 0,44 I (7,53-r 3

I 57063 4 em r

11.3 - CÁLCULO DO MOMENTO ESTÁTICO DA PARTE SUJEITA À TRAÇÃO

• S = n li A :. (d- x) = 7 x 4_,_14x (49,5 -7,53) __,..,_ t· s -,.....

S t = 121'6 cm3

11. 4 - CÁLCULO DO BRAÇO DA ALAVANCA

• z =Ir _27063 -?I z = 47,0 em I st 1.216

4) 2 ~

Page 129: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

11.5 - CÁLCULO DA TENSÃO NA A~\DURA DE TRAÇÃO

• ~ = Mk · A ll z

s

= 580.000 4, v~ x 47, o

11.6 - CÁLCULO DA TENSÃO NA ARGAMASSA

I / = 2981 kgf/cm2

~ Üs

3.88

( x ) =2981 ll ( 7;53 ) IGa = 76kgf/cm2 1 d- x· 7 49,5- 7,53· "41 ...__ _____ ~,

11.7- CÁLCULO DA TENSÃO NA ARMADURA DE COMPRESSÃO

/ / /rs • \) ~ = ( X - d 1 ) I Ü S = ( 7, 53 - 4 ) Jl 2981 ~ \) =

d- X 49,5- 7,53 '---------~ 251 kgf/cm2

Page 130: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

15 em

33 CUl

3 em

3.89

12 - MOMENTO DE FISSURAÇÃO

O momento correspondente à abertura de le fissura convencional, dectada

pela deflexão do diagrama carga x flecha, será calculado por 3 métodos:

NBR- 6118, LOGAN e SHAH e SURYA KUMAR e SHARMA

12.1 - NBR 6118

De acordo com a NBR ·· 6118, item 4.2.l.b, o diagrama de tensoes de

-compressao é triangular (regime elástico) e a tensao na zona tracionada é uni-

forme e igual a 0,75 x ftk' para levar em conta o efeito da retração, devendo

ainda ser desprezada a armadura.

A seção vazada será substituída por uma seção I da alma igual a

soma das projeçoes horizontais das almas inclinadas.

h 51 ('l:J.

6,93 em h- X

.L-------~--- -- - ..&..--...! --- _,_-0,75. fck

12.1.1 - Determinação da posiçao da L.N.

De acordo com AMARAL, N.A. (ConstruçÕes de concreto I,

vol. II), temos: x

41 h - X

by.dy = (h - x) b • dy

sendo:

dy = momento estático da parte comprimida da seção em re-

- X lação a L.N.

• dy = area da parte tracionada da seção

o

Page 131: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

X

(em)

15,0

14,0

13,6

3.90

Por tentativas determinamos a posiçao da L.N.

X

(h- X 41 by dy h - X (h- X

(em) / b • dy (h-x) x ) b dy ~ o· o

(em3) (em2

) o ( '3) em·

18.900 36,00 354,69 12.769

16.464 37,00 ~ 396,69 14.6 77

15.537 37,40 413,49 15.465

'

Par~ x = 13,6 em temos que 41\y • dy ~ (h - x) ih - \ • dy,

o o 12.1.2 - Cálculo do momento de fissuração

Utilizaremos a expressão abaixo, dada por AMARAL, N.A.:

M = 0,75 I r [i

h- X

ftk I Q by dy + 4 ;· o

h- X

momento ~stático da parte tracionada da seção, em relação

à L.N.

f xby dy ~ m~me~to de inércia da parte comprimida da seçao, em re1a

çao a L.N. o

ftk 0,06 fck + 7 (kgf/cm2)

para fek = 300 kgf/cm2 ~ ftk = 25 kgf/cm2

• Mr = 0,75 X 25 [ (126 X 35,9 + 228,69 X 17,9 + 58,8 X 0,7) +

( 4 X 42 ~ 13,63

) __..,.,

37,4

M r

2,33 tf.m Mr = 232.960 kgf. ·em -..j ~----------------~

12.2 - LOGAN E SHAH

12.2.1- Cálculo da superf{cie.espec{fica da armadura longetudinal,

considerando-se apenas a mesa de traçao.

I

I

Page 132: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.91

nx\í x0 a x h

_..J -1 2 x"1\ x 0,25 = 0,105 em

5 X 3

• barras ~ As .QJ:1 n X ~ X 0 b X h

,....-'

7 X )\ X 1, 25 42 X 3

sendo;

r-7"' \\ X 1,25 + 42 X 3

a = espaçamento entre fios = 5 em

h espessura do elemento = 3 em

b = largura da peça = 42 em

-1 O, 25 em

12.2.2 - Cálculo do momento de fissuração

-1 0,140 em

De acordo com a equação (4.2.1) de HANAI, J.B. (Constru-

çÕes de Argamassa Armada: Situação, Perspectivas e Pesquisas):

M r

(kN .em)

M = momento de ruptura da peça, em kN.cm, sem armadura. c

W módulo de resistência (W.) correspondente a seção c ~

geo~étrica integral, não homogeneizada.

ftk = 0,06 x 30 + 0,7 = 2,5 MPa = 0,25 kN/cm2

M c 7899 X 0,25. ~ M

c

M = 113 7 X 42 X 0,25 + 1975 r

M 2,1 tf .m r

12.3 - SURYA KUMAR e· SHARMA

1975 kN.cm

M r 2098 kN . em

De acordo com a equação (4.2.2) de HANAI, J.B. (ConstruçÕes de

Argamassa Armada: Situação, Perspectivas e Pesquisas:

• M = (20 r

sendo:

+ 0,34) X W c (kN. em)

J J

taxa geométrica da armadura longetudinal

I

0,69 + 3,45 ~ _p 982,50

o,oo42 co < )o < o,022)

Page 133: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

. '{ 3. 92

w = W. = 7899 cm3

c ~

M = (20x O, 0042 + O, 34) X 7899 ~ M = 3349 kN. em r r

[ M 3,35 tf.m l r

12.4 - ANÁLISE DOS RESULTADOS

Verificando os resultados obtidos para o momento de fissuração pe-

las tres fórmulas utilizadas, observamos que os valores determinados

da NBR- 6118 e por meio de LOGAN e SHAH, foram bastante prÓximos.

através

_Por outro lado o valor obtido através de SURYA KUMAR e SHAR}~ foi

bem maior (54 % de diferença) em relação aos outros resultados. Isto se deve ao

fato de que a fórmula de SURYA KUMAR e SHARMA

la taxa geométrica de armadura.

e diretamente influenciadap~

Page 134: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

. I

3.93

13 ~ ABERTURA DE FISSURAS

13.1 - RECOMENDAÇÕES DA NBR 6118

De acordo com o item 4.2.2, considera-se que a fissuração é nociva

quando a abertura das fissuras na superfície do concreto ultrapassa os seguin-.

tes valores:

-a) 0,1 mm para peças nao protegidas, em meio agressivo.

-b) 0,2 mm para peças nao protegidas, em meio nao agressivo.

c) 0,3 mm para peças protegidas

SupÕe-se que, com razoável probabilidade, a condição acima ocorre

quando se verificam simultaneamente as seguintes desigualdades:

a

Gs + 45) >{~ para a alínea a

• Kl = 0 X X ( ~ para a alínea b 2 x'1b - 0,75 E .f)\., para a alínea -;:;-

s

cr: x( 3 c(. ) { 1 para a alínea a • K2 0 X > 2 para a alínea b .

2~b- 0,75 E ftk 3 para a alínea c s

onde:

CS: tensao de serviço na armadura = 2981 kgf/cm2

0 = diâmetro das barras em mm = 6,3 mm

-~b coeficiente de aderência do aço = 1,5(~b < 1,8)

taxa geométrica da armadura na seção transversal A interessada c r

pela fissuração

]r 4,14 '

0,033 3 X 42

f = tk 0,06 x fck + 7 0,06 X 300 + 7 = 25 kgf/cm2

Kl 6,3 X 2981 X(

4 + 45 ).-. K1

= o;45 2 X 1,5 - 0,75 2~00.000 0,033

K2 6,3 X 2981 X (3

X 2981 ) K2

= 0,96 2 X 1,5 - 0,75 2100.000 25 -~

Como as condiçÕes impostas não se verificam simultaneamente,

fissuração não -e nociva.

Page 135: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.94

13.2 - BALAGURU

13.2.1 - Espaçamento médio entre as fissuras

De acordo com a equação (4.23) de HANAI, J.B. (Constru­

çoes de Argamassa Armada: Situação, Perspectivas e Pesquisas). o espaçamento

médio entre as fissuras, é obtido por:

a rm X 1

onde:

. E1= relação entre os espaçamentos médio e mÍnimo das fissuras, sendo

usualmente adotado 9 = 1,5 •

. ""'G= '"b bm , sendo b bm a tensão média de aderência entre armadura e ar­

fct

gamassa. Usualmente adota-se'V'\.7 = 1,6.

A ~ = superfície específica da armadura longetudinal, considerando-• s ...>V tl se apenas a região tracionada.

-1 A f\ = O, 25 em

S)/J t1

• r raio de curvatura d~ viga, na seção e no estágio de solicitação con

siderados.

r raio de curvatura da viga, correspondente ao estágio de inÍcio de y

escoamento da armadura na fibra mais tracionada.

13.2.2 - Cálculo das curvaturas

Para o cálculo das curvaturas, BALAGURU sugere o emprego -das seguintes expressoes:

E I . r = c X e M

a

E (d x) r = s y fyk

sendo:

I momento de inércia equivalente · e

Page 136: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

M = momento fletor máximo ao longo da viga a

onde:

I + ( r

I = momento de inércia da seção fissurada no estádio II ~I = 57063 e r

3.95

4 em

M = momento fletor de fissuração, correspondente a primeira fissura con­r

vencional --+ M = 2, 33 tf .m r

-momento de inércia correspondente a seção

da ~ Ih= 260.440 cm4

homogeneizada, nao fissura

M = 5,80 tf.m a 580.000 kgf/cm

I = e

Sl-.063 +(2,33) 4

X (260,440- 57063) 5,80

I = e

4 62.360 em

Adotando E = 300.000 kgf/cm2 c

r 300. 000 X . 62360 580.000

r = 32255' em

r 2.100.000 (49,5 - 7~·53:) r = 17.627 em y 5.000 - y

13.2.3 - Cálculo do espaçamento médio entre

a = rm

a rm

O limite

. atr

a rm

=

e X 1 X -~ A s _9.., tl

1,5 X 1 X

1,6 0,25 "' .

inferior para o valor

espaçamento entre fios

5 em

13.3 - ABERTURA MÁXIMA DAS FISSURAS

Y-t y

~ 7

calculado é:

transversais

fissuras

~I arm 5,0 em I

5 em

De acordo com a equação (4.32) de HANAI, J.B. (ConstruçÕes de Arga­

massa Armada: Situação, Perspectivas e Pesquisas), a abertura média das fissuras,

pode_ser obtida pela seguinte expressão:

Page 137: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

w = a m

1 = 1 r 32.255

1 = 1 ry 17.627

X (d -x) x y;Jil r x r . y

-5 -1 = 3,10 x 10 em

6 X 10-5 5' 7

-1 em

3.96

w m

1,5 X 1 X

. 1,6 0,25 (49,5- 7,53) X v 3,10 X 5,67 X 10-

10

W = 0,007 em m I Wm = 0,0?_ mm I

Para o cálculo da abertura máxima das fissuras BALAGURU sugere o

fator 1,5; entao:

W · = 1,5 x 0,07 --G~>·I W · = 0,10 mm max max

-

Page 138: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.97

14 - VERIFICAÇÃO DA PLACA - FORMA DA LAJE DO TABULEIRO .

14~1 - DIMENSÕES E CARREGAMENTO ADMITIDO

0,9 em r e ~:z::::~~ ~:n A~rLmh mnJL?o/71 t=~ .=zz:z:~ 11.s em

\' !' t 3 mm I . -- J' f I

I ra cobrimento

·f I ~'1-----~,. ~ = 39 em

peso

laje

carga

M -max

prÓprio = 0,015

0,135

acidental

425 X 0,39 2

8

X 2500 37,5 kgf/m2

X 2500 337,5 kgf/m2

= 50,0 kgf/m2

425 kgf/m2

8,1 kgf.m/m = 0,81 tf.cm/m

14.2 - VERIFICAÇÃO NO ESTÁDIO I

810 + 22 kgf/cm2 f I

+ 100 X 1,52 /6

14.3 - DIMENSIONAMENTO NO ESTÁDIO III

Adotando-se d = 0,9 em:

100 X 0,9 2

0,81 100 ~ K y

Ky 0,10, CA-50 ~ K3 = 0,34

0,10 (fck = 250 kgf/cm2)

A = 0,34 X 0,81 s "0,9 lA = 0,31 cm2 /m I -t>s

Utilizaremos a tela soldada de designação ~Q-98 , com diâmetro dqs

fios = ~ mm, espaçamento longetudinal entre fios = 5 em e espaçamento trans­

versal entre fios = 5 em

Com o uso da tela. acima especificada, teremos uma A s disp 6,98

Page 139: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.98

14.4 - VERIFICAÇÃO DA FORÇA CORTANTE NA PLACA

menta.

V = 425 X 0,39 2

'to- wd = 1,4 x 83 100 X 0,9

%wu1 tf4 X

yJ4 0,60 X

-

= 0,98

= 83 kgf/m

[(i, wd

~ 4 VJ::y;4

Jl o, 9 ;ç 100 -- _f 1

1,3 kgf/cm2

(MP a)

4 0,60 X ~ 0,19

= 0,011

~ wu1 = o,i9 X Fs\ = 0_,95 MPa ---j>-f'bwul =9,5kgf/cm2

Como ~wul ~ 13 wd não há necessidade de armadura de cisa1ha-

Page 140: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CAMPUS DE SÃO CARLOS …

3.99

15 - APARELHOS DE APOIO DE NEOPRENE

15.1 ~ FORÇA CORT&~TE MÁXIMA NO APOIO

-No apoio as vigas serao concretadas, juntamente com a laje do tabulei

ro, na seção trimgular que foi rejuntada "in loco". A seção a ser considerada en

tao sera: A = 1644 cm2 c

• g = 0,1644 X 2,5 + 0,08 X 0,42 X 2,2 = 0,49 tflm

• V = 0,49 X 5,2 g

2 v = 1,28 tf

g

V 4,22 tf (item 4.2.3.3) q

v -max 4,22 + 1,28 5,5 tfiViga

15.2 - DIMENSÕES EM PLANTA DO APARELHO DE APOIO

Admitindo-se a tensão sobre a almofada de neoprene simples, ~c 50 kgf I cu?:

A = 5500 50

A

Fixando b = 8 em ~ a ~ 14 em -p. a = 15 em

15.3 - ESPESSURA DO APARELHO DE APOIO

. 4. -º'= 30 X 10-5 X 5200

2

tg'~ h

max = 0,5 ~

0,78 mm

&.9v tg õ h = 1,0 2

0,5

cm2 X 10 mm • Serão usadas almo{adas de~~-C-8 __ x __ l_5_) ______________ ~

1\ . / X(Q)2· • Recalque~ = h x hc x ~ 3 x G

n alb = 1518 = 1,88-tP h = 4,5

c

mm

(; =,módulo de cisalhamento do-neoprene = 15 kgflcm2 n

1,0 mm

A1 = 1 X 4,5 X 50 X I 2 A -1 8 = O, 08 em ~ ~1. = 1 mm 3 X 15

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