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

Trabalho Final de CIV457

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1. DESCRIÇÃO DO ELEMENTO ESTRUTURAL3
1.1 NOME DO ELEMENTO3
1.2FUNÇÃO E RELAÇÃO COM OUTROS ELEMENTOS DO SISTEMA3
1.3 DADOS DA SEÇÃO TRANSVERSAL E SEÇÃO LONGITUDINAL3
1.4 AÇÕES SOBRE O ELEMENTO4
2.DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO E MONTAGEM4
2.1 TIPO DE PROTENSÃO UTILIZADO4
2.2 POSICIONAMENTO DA ARMADURA E PRÉ-TRAÇÃO4
2.3 LANÇAMENTO E ADENSAMENTO DO CONCRETO4
2.4 CURA DO CONCRETO5
2.5 TRANSPORTE INTERNO À FÁBRICA5
2.6 ESTOCAGEM5
2.7 TRANSPORTE EXTERNO À FÁBRICA5
2.8 MONTAGEM E FIXAÇÃO DOS ELEMENTOS6
3. MATERIAIS6
3.1 CONCRETO6
3.2 AÇO DE PROTENSÃO (ARMADURA ATIVA)6
4.CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS E MECÂNICAS DA SEÇÃO TRANSVERSAL7
4.1 CARACTERÍSTICAS DA SEÇÃO DE CONCRETO7
4.2CARACTERÍSTICAS DA SEÇÃO HOMOGENEIZADA (A SER ATUALIZADA APÓS O CÁLCULO DA ARMADURA)7
5. CÁLCULO DOS ESFORÇOS E TENSÕES DE REFERÊNCIA8
5.1 ESFORÇOS DEVIDO AO PESO PRÓPRIO8
5.2 ESFORÇOS DEVIDO ÀS CARGAS MÓVEIS10
5.3 TENSÕES DEVIDO AO PESO PRÓPRIO12
5.4 TENSÕES DEVIDO À CARGA MÓVEL:12
6.CÁLCULO DA FORÇA DE PROTENSÃO E DA ARMADURA ATIVA13
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 VAZIO14
6.4 TENSÕES NO ESTADO EM SERVIÇO14
6.5 VERIFICAÇÃO DO CONCRETO14
6.6 CÁLCULO DA ARMADURA ATIVA15
6.7 CÁLCULO DAS PERDAS15
7. ESTADOS LIMITES DE UTILIZAÇÃO20
7.1 ESTADO LIMITE DE DESCOMPRESSÃO20
7.2 ESTADO LIMITE DE FORMAÇÃO DE FISSURAS20
7.3 ESTADO LIMITE DE COMPRESSÃO EXCESSIVA20
7.4 ESTADO LIMITE DE DEFORMAÇÃO EXCESSIVA21
8. ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS2
8.1ESTADO LIMITE ÚLTIMO DE RUPTURA OU ALONGAMENTO PLÁSTICO EXCESSIVO2
8.2VERIFICAÇÃO SIMPLIFICADA DO ESTADO LIMITE ÚLTIMO DE RUPTURA NO ATO DA PROTENSÃO23
8.3 ESTADO LIMITE ÚLTIMO DEVIDO A SOLICITAÇÕES TANGENCIAIS24
9. DETALHAMENTO26
9.1 LONGITUDINAL26
9.2 SEÇÃO TRANSVERSAL27
9.3 QUADRO DE FERROS28

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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