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 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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