Execução de projeto

Cálculo de uma viga de ponte rolante
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Cálculo de uma viga de ponte rolante pré-fabricada protendida
CIV 457 – Concreto Protendido Trabalho Final
Professor Gustavo de Souza Veríssimo
Aluno José Carlos Lopes Ribeiro
Viçosa - MG Setembro / 2000
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1. DESCRIÇÃO DO ELEMENTO ESTRUTURAL | 3 |
1.1 NOME DO ELEMENTO | 3 |
1.2FUNÇÃO E RELAÇÃO COM OUTROS ELEMENTOS DO SISTEMA | 3 |
1.3 DADOS DA SEÇÃO TRANSVERSAL E SEÇÃO LONGITUDINAL | 3 |
1.4 AÇÕES SOBRE O ELEMENTO | 4 |
2.DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO E MONTAGEM | 4 |
2.1 TIPO DE PROTENSÃO UTILIZADO | 4 |
2.2 POSICIONAMENTO DA ARMADURA E PRÉ-TRAÇÃO | 4 |
2.3 LANÇAMENTO E ADENSAMENTO DO CONCRETO | 4 |
2.4 CURA DO CONCRETO | 5 |
2.5 TRANSPORTE INTERNO À FÁBRICA | 5 |
2.6 ESTOCAGEM | 5 |
2.7 TRANSPORTE EXTERNO À FÁBRICA | 5 |
2.8 MONTAGEM E FIXAÇÃO DOS ELEMENTOS | 6 |
3. MATERIAIS | 6 |
3.1 CONCRETO | 6 |
3.2 AÇO DE PROTENSÃO (ARMADURA ATIVA) | 6 |
4.CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS E MECÂNICAS DA SEÇÃO TRANSVERSAL | 7 |
4.1 CARACTERÍSTICAS DA SEÇÃO DE CONCRETO | 7 |
4.2CARACTERÍSTICAS DA SEÇÃO HOMOGENEIZADA (A SER ATUALIZADA APÓS O CÁLCULO DA ARMADURA) | 7 |
5. CÁLCULO DOS ESFORÇOS E TENSÕES DE REFERÊNCIA | 8 |
5.1 ESFORÇOS DEVIDO AO PESO PRÓPRIO | 8 |
5.2 ESFORÇOS DEVIDO ÀS CARGAS MÓVEIS | 10 |
5.3 TENSÕES DEVIDO AO PESO PRÓPRIO | 12 |
5.4 TENSÕES DEVIDO À CARGA MÓVEL: | 12 |
6.CÁLCULO DA FORÇA DE PROTENSÃO E DA ARMADURA ATIVA | 13 |
6.1COMBINAÇÕES QUASE PERMANENTES (ESTADO LIMITE DE DESCOMPRESSÃO) | 13 |
6.2COMBINAÇÕES FREQÜENTES (ESTADO LIMITE DE FORMAÇÃO DE FISSURAS) | 13 |
6.3 TENSÕES NO ESTADO EM VAZIO | 14 |
6.4 TENSÕES NO ESTADO EM SERVIÇO | 14 |
6.5 VERIFICAÇÃO DO CONCRETO | 14 |
6.6 CÁLCULO DA ARMADURA ATIVA | 15 |
6.7 CÁLCULO DAS PERDAS | 15 |
7. ESTADOS LIMITES DE UTILIZAÇÃO | 20 |
7.1 ESTADO LIMITE DE DESCOMPRESSÃO | 20 |
7.2 ESTADO LIMITE DE FORMAÇÃO DE FISSURAS | 20 |
7.3 ESTADO LIMITE DE COMPRESSÃO EXCESSIVA | 20 |
7.4 ESTADO LIMITE DE DEFORMAÇÃO EXCESSIVA | 21 |
8. ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS | 2 |
8.1ESTADO LIMITE ÚLTIMO DE RUPTURA OU ALONGAMENTO PLÁSTICO EXCESSIVO | 2 |
8.2VERIFICAÇÃO SIMPLIFICADA DO ESTADO LIMITE ÚLTIMO DE RUPTURA NO ATO DA PROTENSÃO | 23 |
8.3 ESTADO LIMITE ÚLTIMO DEVIDO A SOLICITAÇÕES TANGENCIAIS | 24 |
9. DETALHAMENTO | 26 |
9.1 LONGITUDINAL | 26 |
9.2 SEÇÃO TRANSVERSAL | 27 |
9.3 QUADRO DE FERROS | 28 |
Conteúdo 9.4 CONSUMO DE CONCRETO............................................................................................................................... ....28
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Cálculo de uma Viga de Ponte Rolante Pré-Fabricada Protendida ponte rolante - capacidade 7 tf
FIGURA 1 - Esquema do galpão
Etapas do projeto:
1. Descrição do elemento estrutural 2. Descrição do processo de fabricação e montagem 3. Materiais 4. Características geométricas e mecânicas da seção transversal 5. Cálculo de esforços e tensões de referência 6. Cálculo da força de protensão e da armadura ativa 7. Verificação de tensões nas seções mais solicitadas - Estados Limites de Utilização 8. Verificação das tensões ao longo do vão 9. Estados Limites Últimos - solicitações normais 10. Estados Limites Últimos - solicitações tangenciais 1. Especificações e detalhes construtivos
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1. DESCRIÇÃO DO ELEMENTO ESTRUTURAL
1.1 Nome do elemento Viga pré-moldada para apoio de ponte rolante.
1.2 Função e relação com outros elementos do sistema
Serve de apoio para os trilhos de uma ponte rolante em um galpão que será utilizado como laboratório de estruturas. A viga em questão se apoia em consolos engastados nos pilares conforme mostrado na FIGURA 1.
1.3 Dados da seção transversal e seção longitudinal - seção transversal:
40,0 cm
(a) (b)
FIGURA 2 - Seção transversal da viga.
Observações:
1. Em alguns pontos a seção transversal possui furos para fixação da ponte rolante, como mostra a FIGURA 2a.
2. Para o cálculo do peso próprio, utiliza-se a seção transversal da FIGURA 2b e para o cálculo das características geométricas da seção, considera-se a seção transversal da FIGURA 2a.
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15,0 m
FIGURA 3 - Seção longitudinal da viga.
1.4 Ações sobre o elemento
• carga permanente: peso próprio
• carga acidental: carga móvel da ponte rolante
A carga máxima por roda da ponte rolante considerada é de 69 kN e a distância mínima entre rodas é de 3,6 m conforme esquema abaixo:
3600 m 69 kN69 kN
FIGURA 4 - Trem tipo.
2. DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO E MONTAGEM 2.1 Tipo de protensão utilizado
Para a produção de elementos pré-moldados em pistas de protensão utiliza-se protensão com aderência inicial.
Será utilizada protensão limitada, uma vez que a viga está sujeita a cargas móveis; a utilização de protensão completa levaria a situações críticas de "estado em vazio". Essa medida está em acordo com a NBR 7197 que permite protensão limitada em ambiente pouco agressivo.
2.2 Posicionamento da armadura e pré-tração
Os fios ou cordoalhas de aço especial são posicionados (normalmente próximos à face inferior da peça), e estirados com o auxílio de macacos hidráulicos. As peças são então concretadas
2.3 Lançamento e adensamento do concreto
O lançamento e adensamento do concreto é feito através de carros vibratórios. Pode-se utilizar vibradores de imersão com diâmetro de 60 m.
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2.4 Cura do concreto
Será utilizada cura a vapor à pressão atmosférica. As peças recém-concretadas são envoltas em lonas plásticas e injeta-se vapor no interior da lona.
A cura a vapor é efetuada em 3 etapas:
1a.) eleva-se a temperatura a uma taxa de 25 °C/hora, até se atingir um patamar de 80 °C; 2a.) a temperatura é mantida constante por um período em torno de 15 horas; 3a.) o desaquecimento do ambiente é feito também de modo gradativo.
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