Baixe Águas pluviais e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! Ro a . ma instalações DAE Hidráulicas Prediais de Aguas Pluviais o 7 É Coleção ro Pretafros i Luiz Carlos A. de A. Fontes SISTEMA PREDIAL DE DRENAGEM DE ÁGUAS PLUVIAIS EXERtit to UN tio ama EXERCÍCIO INTEGRADO Seja o sistema predial domiciliar de drenagem de águas pluviais apresentado em anexo. Após análise do projeto, solicita-se dimensionar este sistema, considerando o disposto na NBR 10.844/ABNT e nas seguintes informações complementares: / As calhas e canaletas terão declividade longitudinal com valor igual a 1,0 %; Y A intensidade pluviométrica de projeto vale 110 mm/h; Y Os telhados possuem cosficiente de deflúvio superficial igual a 0,95, enquanto que para as superfícies pavimentadas seu valor é igual a 1,00; “ Os condutores e coletores de águas pluviais serão de material que apresenta coeficiente de rugosidade igual a 0,011; Y Considerar que a espessura máxima para a lâmina d'água na calha de beiral, de seção transversal sermicircular, constituída de material PVC (coeficiente de rugosidade igual a 0,01 1), está limitada a 75 % do valor do seu raio interno (R), enquanto que para & calha de “pé do muro”, também com seção transversal semicircular e coeficiente de rugosidade igual a 0,020, a espessura máxima d para a lâmina d'água vale 60 % do valor do seu raio interno (RJ; Y Para as calhas, nas condições especificadas, têm-se: 4 - Calha de beiral; área da seção molhada = 1,075xR? perímetro molhado = 2,830xR 2 — Calha do “pé do muro": área da séção molhada = 0,793xR? perímetro molhado = 2,319xR “ A canaleta situada no telhado, com seção transversal trapezoidal, tem a espessura da lâmina d'água, máxima, limitada a 60 % do valor de sua altura interna, enquanto que a canaleta de seção transversal retangular têm a espessura da lâmina d'água igual, no máximo, a 70 %.do valor da sua altura intema. Estas canaletas possuem coeficiente de rugosidade igual a 0,020. 0BS.: caso alguma canaleta NÃO ATENDER a vazão contribuinte, adotar outras dimensões para a seção transversal, acrescentando 2,0 em aos comprimentos da (s) base (s) e da (s) altura (s), sem modificar a declividade longitudinal; Y Projeto hidráulico em anexo. e 2.2 Calhas/Canaletas São pequenos canais à descoberto, destinados a coletar água proveniente de coberturas, terraços e similares, conduzindo-a para um determinado ponto da instalação predial. As calhas apresentam diversas seções. A mais usada é a semicircular. As calhas podem ser de beiral (situadas na beirada do telhado ou no prolongamento deste telhado além das prumadas das paredes) ou de platibanda (situadas internamente junto. a pequena murada utilizada para esconder o telhado). As calhas podem ser feitas de cobre, fibrocimento, concreto com revestimento impermeável, fibra de vidro, plástico ( PVC rígido ), etc. Na definição do tipo de material que será utilizado, consideram-se os aspectos de custos, facilidades de execução, fatores estéticos, etc. 2.3 Ralos São compostos de uma caixa e uma grelha, utilizados em terraços e em áreas descobertas com à finalidade de receber águas pluviais e impedir a penetração de folhas e outros materiais no sistema de drenagem. 2.4 Funis São alargamentos feitos no topo dos condutores, junto às calhas, e se destinam a dar rápido escoamento às águas de chuva. 2.5 Condutores Tubulações verticais, geralmente cilíndricas ou prismáticas, destinadas a recolher águas de calhas, coberturas, terraços e similares e conduzi-las até a parte inferior da edificação, ao nível do solo. 2.6 Coletores São condutos livres “horizontais” que coletam as águas de chuva dos condutores, conduzindo-as até O sistema público de drenagem OU outro local adequado. 2.7 Caixas de Areia São caixas construídas geralmente em alvenaria de bloco, normaimente enterradas, utilizadas para recolher por deposição partículas de areia e outros detritos contidos nas tubulações de águas pluviais, além de permitirem à inspeção e limpeza do sistema. Geralmente são providas com tampa em forma de grelha. 2.8 Caixas de inspeção São caixas construídas geralmente em alvenaria de bloco, normalmente enterradas, que coletam as descargas provenientes de condutores € coletores e permitem a mudança de direção, sem O uso de curvas, assim como a inspeção e à manutenção do sistema de drenagem. Normalmente são providas de uma tampa "cega". 14 ai 3 ELEMENTOS BÁSICOS PARA À ELABORAÇÃO DO PROJETO E DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA PREDIAL DE ESCOAMENTO DE ÁGUAS PLUMAIS. Os elementos básicos a serem utilizados pelo Engenheiro Hidráulico são os seguintes: 3.1 Projeto arquitetônico No projeto arquitetônico da edificação já vem estabelecido o caimento do(s) telhado(s), cabendo ao engenheiro de projetos hidráulicos estudar o posicionamento das calhas/canaletas, das descidas dos condutores de águas pluviais e a localização das caixas de areia, no terreno, visando a interligação das mesmas com Os coletores, assim como a ligação à rede pública. Portanto, O projeto da rede de escoamento de águas pluviais nas edificações em geral deve fixar desde a tomada d'água, normalmente através dos ralos da cobertura e nas áreas expostas, a passagem das canalizações em todos os pavimentos, à ligação dos condutores às caixas de areia no terreno, além de seguir as orientações contidas na NBR. —10.844/ABNT/1989 que "fixa exigências e critérios aos projetos das instalações de drenagem de águas pluviais, visando garantir níveis aceitáveis de funcionalidade, segurança, higiene, conforto, durabilidade e economia”. : 3.2 Fatores meteorológicos: conceitos básicos Estudos hidrológicos, voltados para elaboração do projeto e dimensionamento de sistemas prediais de escoâmento de águas pluviais, são realizados a partir de registros das medições das precipitações pluviométricas, as quais são feitas mediante leituras relativas à computação da quantidade de água que cai em determinada área, em um intervalo de tempo conhecido. As medições das precipitações pluviométricas são feitas em aparelhos denominados de PLUVIÔMETROS (são recipientes que coletam a água precipitada e que impedem à evaporação da mesma) e de PLUVIÓGRAFOS (aparelhos que registram as alturas precipitadas associadas ao instante em que elas ocorrem). A seguir, apresentar-se-ão alguns conceitos hidrológicos básicos a fim fundamentar as análises feitas adiante, porém sem maiores aprofundamentos, pois os mesmos fogem ao objetivo deste texto didático. 3.2.1 Intensidade de chuva Considera-se a precipitação como sendo a “altura” da chuva que cai em determinada área em um intervalo de tempo. Assim, denomina-se por altura pluviométrica a razão entre o volume de água precipitada coletada e à área da superfície horizontal onde se deu a coleta. Por ser uma relação entre volume e superfície, é expressa em unidade linear, normalmente em milímetros (mm). Define-se. como intensidade pluviométrica o quociente entre a altura pluviométrica precipitada num determinado intervalo de tempo e esse intervalo de tempo (mmyh). Portanto, dividindo a precipitação de uma determinada chuva, registrada em um pluviógrafo, pelo tempo de duração da chuva, obtém-se à intensidade. A experiência tem mostrado que normalmente as chuvas ou a parcela de chuva de grande intensidade tem duração curta e, ao contrário, as chuvas de menor intensidade apresentam uma duração longa, de maneira que ralos, calhas, condutores e coletores, que 15 recebem e escoam estas chuvas, devem ser dimensionados considerando-se um certo valor da duração da precipitação, além de outros fatores - freguência, tempo de recorrência, Etc. - de modo que, integralmente e em intervalo de tempo muito pequeno, às áreas sejam drenadas, evitando que ocorram alagamentos, transbordamentos infiltrações. A duração da precipitação define-se como O intervalo de tempo de referência para à determinação de intensidades pluviométricas, as quais, mediante estudos probabilísticos, definirão, considerando outros parâmetros hidrológicos, a denominada intensidade pluviométrica de projeto ou intensidade da chuva crítica de projeto. 3.2.2 Período de Retorno ou de Recorrência Define-se período de retorno ot de recorrência como O tempo necessário (número médio de anos) para uma mesma duração de precipitação, que uma determinada intensidade pluviométrica seja igualada ou ultrapassada apenas uma vez. Ô período de retomo é fixado segundo as características da área a ser drenada; no caso de instalações hidráulicas prediais de águas pluviais, para coberturas e ou terraços, é estabelecido, pela NBR — 10.844/ABNT/1989, um período de retorno igual a 5 (cinco) anos, enquanto que a duração da precipitação deve ser fixada em 5 (cinco) minutos. 3.2.3 Frequência A fregiiência é o número de vezes que uma determinada intensidade de chuva é igualada ou superada em um determinado intervalo de tempo. Verifica-se que a frequência é igual ao inverso do tempo de recorrência. 3.2.4 Tempo de Concentração Como tempo de concentração define-se o intervalo de tempo decorrido entre o início da chuva € O momento em que toda à área coletora passa à contribuir para uma determinada seção transversal de um condutor ou calha. A área de contribuição é a soma das áreas das superfícies que, interceptando a chuva, coletam e conduzem as águas para um determinado ponto da instalação. Para o esconmento em telhados e áreas descobertas de pequeno porte, o tempo de concentração varia entre cerca de 1 (um) a 5 (cinco) minutos. 3.2.5 Intensidade pluviométrica de projeto ou intensidade da chuva crítica de projeto. Como a intensidade da chuva é inversamente proporcional à duração (t) e diretamente proporcional ao período de recorrência (T), pode-se estabelecer uma fórmula empírica do tipo: n 1= al (t+ nr onde a e b são parâmetros eme n expoentes a serem determinados para cada jocal. Para serem determinadas as características das chuvas de uma localidade, é necessário colecionar-se uma série de dados seguros € apropriados sobre uma quantidade razoável de precipitações ocorridas na região, em um longo período de anos. Os registros, denominados 16 pr à DIMENSIONAMENTO DAS CALHAS O dimensionamento das calhas é basicamente função das superfícies contribuintes e da precipitação pluviométrica adotada para à localidade. A determinação das dimensões das calhas poderá ser feita por meio de tabelas adequadas, especialmente elaboradas para o local onde será construída à edificação, atendendo ao tipo de material utilizado na confecção e às diversas formas geométricas empregadas na construção das mesmas, onde a seção semi-circular é a mais comum. O dimensionamento é baseado na utilização de conhecidas fórmulas da Hidráulica para escoamento de canais, como sejam: Basin, Manning, etc. A declividade longitudinal das calhas deverá ser de 1% ou, excepcionalmente, de 0,5 %. As dimensões transversais para as calhas semi-circulares são de diâmetro de 100, 150, 200 ,250 € 300 milímetros, fabricadas comercialmente em material PVC. A Tabela 2 indica valores pata O coeficiente de rugosidade dos materiais normalmente utilizados na confecção de calhas: Tabela 2 Fonte: NBR— 10.844/ABNT/1989 MATERIAL COEF. RUGOSIDADE o | Plástico, fibrocimento, aço, metais não ferrosos 0,011 | Ferro fundido, concreto alisado, alvenaria revestida 0,012 Cerâmica, concreto não alisado 0,013 Alvenaria de tijolo não revestida 0,015 E 4.1 Dimensionamento das calhas com seção transversal semi-circular 4.1.1 Equação de escoamento nas calhas Seja uma calha de seção semi-circular, de raio intemo R, conforme Figura 1: Figura 1 A vazão contribuinte para à calha (Qc) é calculada pelo produto da vazão de projeto (Qp) pelo valor da área da superfície coletora (A), ou seja: Qe=Qpx À Mm) 19 A questão é saber qual o valor do diâmetro da calha, tal que a mesma posa coletar toda a vazão contribuinte € conduzi-la ao (s) condutor(es), sem que ocorra riscos de tansbordamento, para à intensidade da chuva crítica adotada. A solução para este problema consiste em determinar o valor da vazão na calha, esta perfeitamente caracterizada em termos da suã geometria, material que à corstituirá (coeficiente de rugosidade), declividade. longitudinal e altura máxima da lâmina d'água. Admitamos que, para a calha representada na Figura 1, a altura máxima. da lâmina d'água seja igual ao valor do seu raio interno R, ou seja, à calha trabalhará hieraulicamente à seção plena. Nestas condições, segundo à Equação da Continuidade, a vazão nescalha vale: Q=VAs (2) oide: V = velocidade de escoamento, em metros por segundo (m/s) S = área da seção molhada ou área de escoamento da seção transversal da calha, de geometria constante, em metros quadrados (m ) A área de escoamento (S ) corresponde a área de um semicíreulo, frcilmente determinável e que vale: s= RaRÉ = 05xMaR (3) Utilizando-se à FÓRMULA DE MANNING-STRICELER, para cálculo da velocidade de escoamento da água na calha, que se expressa por:t 1 y v = (B$Pxi) (4) a a Y VA onde, Rw: Taio hidráulico, em metros (m) 1: declividade longitudinal da calha, em metros por metro (u/m) “Y: coeficiente de mgosidade Y : velocidade de escoamento, em metros por segundo (m/s) O reio hidráulico é definido pela relação: Ru = árada seção molhada ( S) (5) perímetro molhado (P) Por perímetro molhado entende-se como sendo O comprimento da linha de contato, na seção transversal, entre a água e a calha. No caso, o perímetro molhado vale: P= TR (6) ai reis Logo, nestes termos, O raio hidráulico vale: R=S = 05202R = 05:R= R (1) Pp T+R 2 Então, a velocidade de escoamento pode ser melhor caracterizada por: v = o5xR)212 = 0.6299 «B2º xi (8) Y Y Substituindo-se as expressões (3)e(8)na de número (2), tem— se: Q= 06299 ,R2º si 2 05 sa Y Simplificando-se os cálculos, fica o - og si? (9) Y A expressão (9)éa equação de escoamento da calha, a qual representa rtamento hidráulico da vazão na calha em função do raio da mesma, para valores fixos o compol da declividade longitudinal e do coeficiente de rugosidade. Para se determinar o valor do raio intemo da calha que atende a vazão máxima da lâmina d'água seja mantida, basta que: contribuinte, Qc (Vs), de forma que a altura Qe (5)! 1000 = Q (m/f) = 09895 xR 88 412 Y Resulta em: 38 R(m)= [-QetDzY 1 c10) TP4 989,5 xi! n 4.2 Dimensionamento das canaletas com seção transversal retangular 4.2.1 Equação do escoamento nas canaletas É bastante comum a. construção de canaletas que apresentam seção confeccionadas em alvenaria revestida ou em concreto. Seja a Figura 2, relativa à seção transversal de uma canaleta, com ciente de rugosidade (Y) e dimensões internas indicadas: transversal retangular, declividade longitudinal (i %), coefi Figura 2 ansversal de escoamento, com Demonstra-se que a melhor seção tr: é igual a duas vezes a altura geometria retangular, é quando a largura interna da canaleta (b) interna da mesma (h), ou seja: b=2:h Para esta geometria e com as hipóteses seguintes: e escoamento na situação hidráulica de seção plena, ou seja, a altura da lâmina d'água, máxima, na seção transversal, é igual a altura interna da canaleta; e A vazão contribuinte para a canaleta vale Qe (Us) Pela Equação da Continuidade, a vazão na seção transversal retangular vale: Q=VxS onde V e S são elementos definidos anteriormente. 24 ame pem mentores A área de escoamento (8) corresponde à área de um retângulo, facilmente determinável e que vale: = prh= 2xhsh =25h" Utilizando-se à FÓRMULA DE MANNING-STRICKLER, para cálculo dá velocidade de escoamento da água na calha, que se expressa por: 1 v= RB xi Y O perímetro molhado tem O seguinte valor: p=h+brh= p+2xh+h = 4h Portanto, o raio hidráulico vale; Ra = Zalé = 05h 4xh Logo, nestes termos, à velocidade de escoamento tem O valor: v = cosa - 0,6299 «RP si! Y Y Substituindo-se as expressões adequadamente, tem — Se: q= 06209. nai !2s2ato Y Simplificando-se os cálculos, fica Q = 12599 «nº 1/2 (13) Y A expressão (13) é a equação de escoamento da canaleta, à qual aleta em função da altura interna da nto hidráulico da vazão na can: da declividade longitudinal e do coeficiente de rugosidade. determinar o valor da altura tura máxima da lâmina d" representa o comportame: - mesma, para valores fixos Para se vazão contribuinte, Qc (Vs), de forma que à al que: intemna da canaleta, que atende à água seja mantida, basta Qe (U9/1000 = Q qrêjs) = 1.2599xh 88 (412 Y Resulta em: pm= [ SeUDz% y* (14) 12599 417 . Portanto, as dimensões internas mínimas para à seção transversal da canaleta, com geometria retangular, trabalhando hidraulicamente à seção plena, valem: Altura intema n = valor dado pela expressão (14) Largura da base b=2zh Porém, por razões de segurança quanto do transbordamento da água pluvial na canaleta, na prática não dimensiona-se com à hipótese de trabalho hidráulico à seção plena. Dimensiona-se com à condição de que à altura da lâmina dégua será, no máximo, igual à metade do valor da altura intema da canaleta, como ilustra à Figura 3: Figura 3 Nesta nova condição, permanecendo as demais, tem-se: Área molhada g= brh=2xhx0,5xh Perímetro molhado Po Q5ab+22h+052h=32h - Raio hidráulico Rg =0,3333xh 26 e «saia Pela Equação da Continuidade, tem-se que à vazão na referida seção transversal vale: Q= Vs8 sendo Q: vazão na seção transversal Y : velocidade de escoamento na se S: área da seção molhada ção transversal Como o valor da área da seção molhada, nestas condições, é o analítica da sua forma geométrica, tem-se que r desconhecer a expressão dutores considerando que trabalhem nas condições hidraulicamente críticas, determinação, ou seja: indeterminável, po! dimensionar os cost para superar essa in ode ocasionar problemas quanto à Trabalhar hidraulicamente à seção plena (p jbilidades de vazamento); . pressão admissível no material, bem como maiores poss e Declividade longitudinal mínima 1=0,5 %= 0,005 m/m) Nestas condições, a área da-seção molhada torna-se: = n=xRê (mê) Área da seção molhada S Perímetro molhado P = IR (m) Raio hidráulico Ry= SP=0,5R tm) 29 velocidade” 0 v=-05RÊNZ= (0.5:RY2s (0,005)/2 o y Y v= 0045xRÉ (m/s) , Y Vazão no condutor Q = VaS = 00445 5Rº? XTR? Y Q = o1398xRÉ quis) Y : Para a condição Q = Qc (vazão contribuinte para o condutor, em Vs), í tem-se: A - Q=0c08) = 01398 «RÉ? Y 1000 Y “ 3/8 Rim) = [ Ogistay À 139,8 Portanto, o raio interno do condutor será função da vazão contribuinte para o mesmo. Os valores comerciais para os diâmetros são: Dimensionam-se os. condutores para trabalharem nas condições Hidraulicamente críticas, como artifício maternático para suspender à indeterminação do valor da área da seção molhada. Porém, na realidade construtiva, Os condutores irão trabalhar hidraulicamente dispostos verticalmente (i diferente de 0,5 %), para receberem e transferirem a água de chuva oriundas de calhas/canaletas (localizadas no telhado) para os coletores instalados ao “nível do terreno”. Desta maneira, estas canalizações não trabalharão à seção plena, tal que a : velocidade de escoamento aumenta consideravelmente, implicando na redução da área da seção Je molhada, de modo que não haverá à possibilidade de vazamentos ( a não ser por razões construtivas) e problemas relacionados com a pressão admissível do material constituinte dos condutores. & DIMENSIONAMENTO DOS COLETORES : - Os coletores são canalizações “horizontais” situadas nos terraços, áreas abertas, pátios, etc., que servem para a ligação entre as caixas de areia, entre a caixa de areia e O poço de inspeção (visita), ou ainda, para o lançamento do efluente no sistema público de águas pluviais. 30 Os materiais mais utilizados nessas tulntlações são o ferro fundido e, mais recentemente, o PVC. - O dimensionamento dos coletores é feito como canal a meia seção, em vista da vazão contribuinte, e adotando-se uma declividade Engitudinal conveniente. Seja a seção transversal de um coletor de águas pluviais, com geometria circular: Área da seção molhaos (3) 1 4 / / prá pe 4 Pela Equação da Continuidade, a vazão na seção transversal vale: Q = VxS Área da seção molhada S = 0,5xnxR? (m?) Perímetro molhado P = nxR(m Raio hidráulico Ry= S/P=0,5xR (m) Velocidade v Pri = (0,5xR) 0,6299 x R$xi!2 (m/s) Y Y Q=VxA=0,6240xRBçi2x0sxmxR? Y O = 09894xR% si? (my) Y Para a condição Q = Qc (vazão contribuinte para o condutor, em 1/s), tem-se: Q =Oe (ls) = 9892 x RB Kill 1000 Y Rim) = [ Qlsiay]" 989,4 x Em 31 2 QUESTÕES APLICATIVAS | oDA pastir da figura dada à seguir, sem escala, representativa de um telhado, solicita | i dimensionar as calhas de beiral, sabendo-se que: + A altura máxima para à lâmina d'água na calha, que terá seção transversal com geometria semi-circular, vale 75 % do valor do seu raio intemo; neste caso: Área da seção molhada = L075aR” Perímetro molhado = 2,630xR e Coeficiente de rugosidade do material que constitui a calha = q,oii Declividade longitudinal da calha = 1,0% e Intensidade pluviométrica tocal = 120 mm/h 02)Um telhado com 140 mí de área contribuirá para uma calha que possui seção transversal com geometria semi-cireular, confeccionada em chapa galvanizada (coeficiente de rugosidade igual a 0,011), diâmetro intemo igual a 120 mm e declividade longitudinal de valor 0,9 %. Sabe-se que à intensidade pluviométrica local vale 170 mam/h. Verificar à capacidade de escoamento desta calha, admitindo, para fins didáticos, que a mesma trabalhará hidraulicamente com seção molhada plena. 03)Qual o valor máximo. correspondente à área de um telhado, com coeficiente de deflúvio superficial igual a 0,95, cuja vazão contribuinte do mesmo deverá ser drenada por uma caiha de seção transversal com geometria semi-cireular, fabricada em cimento amianto (coeficiente de rugosidade igual a 0,013), com 150 mm de diâmetro intemo € tendo uma declividade longitudinal de 1 % 7 Considere à intensidade pluviométrica de projeto com valor igual a 150 rr. - O cálculo do valor da área contribuinte de telhado deverá ser realizado, para fins didáticos, admitindo o escoamento nas seguintes condições: 35 ajCalha trabalhando hidraulicamente com seção molhada plena; b)Calha com a lâmina d'água tendo uma altura máxima igual a %4 do valor do seu raio interno; nesta situação, tem-se que: ' Área da seção molhada = (075aR? Perímetro molhado = 2,630R : 04)Determinar o valor da área pavimentada (coeficiente de dertávio superficial igual à 0,95) que poderá interceptar águas de chuva e conduzi-las para uma canaleta de seção transversal, com geometria trapezoidal, confeccionada em concreto moldado “in locu” (coeficiente de mgosidade = 0,014), representada no desenho esquemático dado a seguir. À canaleta tem declividade longitudinal de valor 1,0 %. Considere a vazão de projeto igual a 0,050 Y/s/m2. O valor máximo da área pavimentada deverá ser calculado, para fins de exercício, admitindo o escoamento nas seguintes condições hidráulicas: a)Seção molhada plena; . DA altura da iâmina d'água sendo igual, no máximo, à 15% da altura intema da canaleta; o)A altura da lâmina d'água , no máximo, sendo igual a 30% da altura interna da canaleta. : 28em iZem 05)Sejam as superfícies contribuintes representadas esquematicamente à seguir (coeficiente de deflúvio superficial igual a unidade). PLANTA BAIXA CORTE A-B 36 Solicita-se dimensionar o sistema de drenagem de águas pluviais, assim como verificar se as dimensões da canaleta de platibanda (coeficiente de rugosidade = 0,014) estão adequadas. O condutor & os coletores a serem utilizados terão seção transversal com geometria circular e serão confeccionados com material PVC (coeficiente de rugosidade = 0,011). A intensidade pluviométrica local vale 120 myh. Caso a canaleta não tenha suas dimensões intémas adequadas, dar solução ao problema, sabendo que a mesma não poderá ter suas dimensões alteradas e cuja declividade longitudinal deverá ser mantida em 10 %. O condutor deverá ser dimensionado para trabalhar nas condições hidraulicamente críticas, enquanto que os coletores trabalharão com à altura da lâmina d'água, máxima, igual ao seu raio intermo. O6)Sejam as superfícies coletoras de águas pluviais (telhado com coeficiente de deflúvio superficial igual a 0,95). apresentadas esquematicamente à seguir. Solicita-se dimensionar O sistema de drenagem residencial de águas pluviais, sabendo-se que a caixa de areia (CA) também receberá contribuição de valor igual a 3,8 Ys, oriunda de sea descoberta, conforme indicado no desenho fomecido. Sabe-se igualmente que O trecho de canalização situado entre a referida caixa de areia (CA) e o poço de visita (PV) mais próximo tem extensão igual a 7,80 me estará submetido a uma diferença de nível igual a 0,235 no Os diversos elementos que constituem o sistema de escoamento de águas pluviais (calhas, condutores coletores) serão confeccionados em PVC (coeficiente de rugosidade = 0,01 1). As calhas de beiral terão inclinação longitudinal de 1,0 % e 2 lâmina d'água nas mesmas terá uma altura máxima igual a 75% do valor do seu raio interno (área molhada = 1,075xRÊ : perímetro molhado = 2,630xR), enquanto que os coletores trabalharão hidraulicamente com a altura máxima da lâmina d'água na meia seção e os condutores nas condições hidrauticamente críticas. Adotar para à intensidade pluviométrica de projeto o valor de 180 mmyh. PLANTA BAIXA | 20% | ce | | a 070 desenho adiante, sem escala, representa de um telhado constituído apenas por uma água. Admitindo que à vazão de projeto tenha valor igual a 0,0278 Vs/mê, solicita-se dimensionar os condutores de águas pluviais nas seguintes condições: IARA a)Apresentam seção transversal com geometria quadrada & constituídos de material com coeficiente de rugosidade = 0,013; b)Apresentam seção transversal com geometria retangular, tal que às dimensões da seção transversal tem comprimento igual a 1,5 vezes a largura € constituídos de material em chapa galvanizada (coeficiente de rugosidade = 0,01 D: 37 conte A-B tsem escala) 10)Adotando-se para à intensidade pluviométrica de projeto de escoamento de águas pluviais (sem escala), considerando-se as seguintes observações: dimensionar o sistema a)Na calha de beiral, com geometria da seção transversal do tipo semi-circular, a altura máxima da Jâmina d'água está limitada, para fins didáticos, em 6 intemo, assim como terá declividade longitudinal igual à 14 (com seção transversal esta calha, bem como 9 seu condutor ser dimensionado, é PVC, com coeficiente de rugosidade igu calha apresenta os seguintes parâmetros: Área da seção molhada Perímetro molhado Raio interno da calha b)Verificar se as dimensões escoamento), sabendo-se que a mesma 50 % da sua alt. interna; informa-se moldada “in lot longitudinal de 2 o; c)O condutor que b=tTocsa . «iciente de rugosidade igual a 0 condições hidraulicamente críticas; 40 da canaleta de platibanda estão adequadas (c: tem a altura da lâmina d'água, máxima, ainda que a canaleta foi confeccionada em concreto , com coeficiente de mgosidade igual à 0,020, e que possui cenderá à canaleta de platibanda terá seção b o comprimento e à sua largura), confeccionado com material que o valor de 160 mm/h, solicita-se indicado na figura dada à seguir O % do valor do seu raio 0 %. O material que constitui circular), que também deverá al a 0,011. Nestas condições, a =0,793xRº 2,319xR :R apacidade de limitada em declividade transversal do tipo retangular 12. Deverá ser dimensionado para as l Í dOs coletores devem ser dimensionados considerando os segu! Área da seção molhada Raio hidráulico Raio interno dos coletores Os coletores possuem coeficiente de rugosidade : DO CORTE 8,00m 4,00m e [mm o! A r 8 28 Ba D. [Dm E mms | a A + cs “ 4 E CA-l | + / », . E + AN q y SOM 30% Sr paro - a=3,8t3 ch-2 intes parâmetros hidráulicos: = 2,694xR? = 0,6084%R R 0,011 pa | T= 160mm/h | A-B PLANTA BAIXA (s/ escola] 44 11)Dado o telhado representado esquematicamente na figura abaixo e sabendo-se que à taxa média de precipitação pluviométrica Jocal vale 180 mm/h, solicita-se: aJDimensionar as canaletas, cuja geometria da seção transversal será definida pelo projetista (quadrada ou retangular), porém, à altura da lâmina de água será, no máximo, igual a 50 % do valor da altura interna da canaleta. Adotar à declividade longitudinal para a canaleta iguala 0,8 %e coeficiente de mgosidade valendo 0,020; b)Localizar os condutores na figura dada e, após, dimensioná-los, sabendo-se que serão confeccionados com chapa galvanizada (coeficiente de rugosidade = 0,011) e terão uma das suas dimensões igual a largura da base da canaleta Gimensionada no item anterior. 15,90% 4 pos 4 f ea ep , b > dd é o Cm, í a Ci 12)Dado o telhado representado na figura adiante, sem escala, é sabendo-se que à taxa média de precipitação pluviométrica tocal vale 160 mm/h, solicita-se: a)Dimensionar as canaletas, cuja geometria da seção transversal será quadrada e que à altura da lâmina d'água deverá ser, nO máximo, igual a 60 % do valor de sua altura intema. À canaleta terá declividade longitudinal de 1,0% e coeficiente de rugosidade valendo 0,020; b)Localizar, na figura, Os condutores e, após, dimensioná-los, considerando que cada qual terá seção transversal retangular e que a sua imaior dimensão será igual a largura da canaleta onde ficará localizado. Estes:condutores serão confeccionados em chapa galvanizada, com coeficiente de rugosidade igual a 0,011 c deverão ser dirensionados nas condições hidraulicamente críticas. Dimensionar também os condutores com seção transversal de geometria circular, em PVC, c)Dimensionar os coletores, que terão seção transversal com geometria circular e serão canalizações de material PVC (y = 0,011), trabalhando hidraulicamente com altura da lâmina de água igual à metade do seu diâmetro intemo. 42 je omni coRTE A-B (s/ escala) 14)De acordo com às figuras dadas à seguir, sem escala, dimensionar O sistema de drenagem domiciliar de águas pluviais, admitindo que O Joca! apresente uma taxa de intensidade pluviométrica de projeto igual a 130 mm/h. Portanto, deseja-se determinar: a)O diâmetro comercial (DN) para às calhas de beiral A, B (confeccionadas em PVC) é também para a calha de platibanda D; v)Verificar se as dimensões intemas da canaleta € estão adequadas; caso necessário, redimensioná-la, sem alterar o valor da sua declividade longitudinal; cjO diâmetro comercial dos condutores AeB, que terão seção transversal circular e confeccionados em PVC, assim como O condutor D; este terá seção transversal com geometria quadrada e será confeccionado com material que possui coeficiente de rugosidade igual a 0,012; O diâmerro de cada coletor, que terá uma altura máxima para à lâmina dágua igual ao valor do seu raio intemo € confeccionados com material que possui coeficiente de rugosidade igual a 0,011. Informações Complementares Lêmina d'água máxima 3 0;75xR Área molhada = Lo75«RZ perímetro molhado =2,630xR cost de rugosidade =0,01 peclividade long. = 4,0% as i CANALETA € (er 4 em Lâmina d'água máxima = O7Ôxa 5 Cost. do rugosidade = q,020 Ei é Ez) 1 n Deciividade long. = 14,2% nb caLHAS A e B RA ai 4 - t 1 Lômina d'água máxima = Ojt5sR Área molhada = otsar? Perímetro molhado =2,630xR cost de rugosidade =0,05! geclividade long. = 1,0% e,50m 6,50m e.00m BIOT am - eb ra o anos come a A 2 JA, é | é 2 o as | [à ÁREA PAVIMENTADA (0540) 8% | Ea e mm .. Ns PLANTA BAIXA 46 CORTE A-A 15)Defina € explique, ilustrando graficamente quando possível, O significado dos seguintes parâmetros utilizados no estudo das precipitações pluviais: Altura pluviométrica Intensidade pluviométrica Duração da precipitação Freguência pluviométrica Período de retorno ou tempo de recorrência Tempo de concentração Coeficiente de deflúvio superficial Vazão (método racional) 16)Defina e explique, ilustrando graficamente, O significado dos seguintes parâmetros utilizados no dimensionamento de um sistema de escoamento de águas pluviais: Vazão de projeto Área de contribuição Vazão contribuinte Área da seção molhada Perímetro molhado Raio hidráulico Velocidade de escoamento 1NExpligue, conceitualmente, O significado das seguintes expressões: * Equação da Continuidade + Método Racional 18)Represente, de forma esquemática, e discorra brevemente sobre as funções dos seguintes dispositivos inerentes a UM sistema de escoamento de águas pluviais: e Caixade Areia e Caixa de Passagem e Caixa de Inspeção e Caixade Ralo » Funil + Canalização Pública de Águas 47 cjOs três condutores de águas pluviais, com seção transversal de geometria circular, terão | : diâmetro nominal (DN) mínimo igual a 75. 08)a)0s condutores de águas pluviais, com seção transversal de geometria quadrada, terão as Fo seguintes dimensões internas mínimas: - Condutor 1: 5,3 emx 5,3 em (Qu = 0,80 1/5) - Condutor 2.:7,8 cm x 7,8 em (Qe= 2,20 1/s) - Condutor 3: 4,8 cmx 48 cm(Qe= 0,60 Vs) b)Os condutores de águas pluviais, com seção transversal de geometria retangular, terão as seguintes dimensões internas mínimas: - Condutor 1:6,0cmx 4,9 em (Qc= 0,80 Vs) - Condutor2:8;7 cmx5,8 cm (Qe= 2,20 Us) . Condutor3:5,4cmx3,6cm (Qu= 0,60 V's) cJOs condutores de águas pluviais, com seção transversal de geometria circular, terão diâmetros nominais (DN) mínimos iguais: = Condutor1:DN = 75 (Qe= 0,808) - Condutor2:DN = T5(Qu = 2,20 !!s) - Condutor 3: DN = 50(Qe= ,60 1/5) 09) - Calhade beira! (B) : DN = 100 - Calha de “pé do muro” (A): DN = 150 - Condutor da calha de beiral : DN= 75 = CondutordacanaltaC :DN= 150 - Canaleta C : a canaleta situada no telhado não tem capacidade hidráulica suficiente (Q= 368 Vs), ou seja, não apresenta dimensões internas mínimas adequadas, para drenar a vazão contribuinte (Qe = 6,81 Vs). - Canaleta D: a canaleta D tem capacidade hidráulica suficiente (Q = 10,25 Vs) para promóver a drenagem das águas pluviais (Qu = 8,51 1/5), ou seja, suas dimensões internas mínimas estão adequadas. - Coletores de águas pluviais: Trecho calha de “pé do muto"/CA-L «DN = 100 (Qc = 1,81 Us) Trecho condutor da calha de beira/CA-1: DN = 100 (Qe= 1,19 1/8) Trecho condutor da canaleta CiICAZ :DN = 150(Qe= 6,81 1/s) Trecho canaleta DICA-3 «DN = 100 (Qe= 8,51 18) Trecho CA-LCA-2 “DN = 150 (Qe= 4,50 8) Trécho CA-ZICA-3 «DN = 150 (Qe = 13,08 1/s) Trecho CA-3/PV « DN = 200 (Qe = 24,43 Us) Trecho PV/CP «DN = 200 (Qu = 24,43 Us) 10)a)Calha de beiral “DN = 550 Condutor da calha de beiral : DN = 75 bJA canaleta de platibanda, com dimensões. internas mínimas iguais a 20 em x 14 cm, tem capacidade hidráulica para promover à drenagem das águas pluviais. Isto porque à vazão contribuinte do telhado (Qu = 4,97 1/s) é menor que à capacidade hidráulica da canaleta (Q = 7,92 Vs). Portanto, as dimensões internas da canaleta estão adequadas. c)O condutor de águas pluviais que atende a canaleta de platibanda terá dimensões internas : mínimas iguais a 12,6 coa x 7,9 em djColetores de águas pluviais: Trecho condutor da calha de beira/CA-L :DN = 100(Qc= 1,78 Vs) Trecho condutor da canaleta de platibanda/CA-Z :DN = 100(Qc= 4,97) Trecho UCA-Z “DN = 100(Qe= 3:80 Vs) Trecho CA-L/CA-2 «DN = 100(Qe= 2,49 Us) Trecho CA-HCP «DN = 150 (Qc= 11,26 Vs) 11)Adotas as seguintes dimensões internas mínimas para à conaleta de platibanda: Seção transversal quadrada : 82cmx8,2em - Seção transversal retangular : 11,8 em x 59em Adotar as seguintes dimensões para os condutores, jocalizados nas extremidades de cada trecho.da platibanda, em número de quatro (4): . Para a canaleta com seção transversal de geometria quadrada, Os condutores de águas pluviais, confeccionados em chapa galvanizada, deverão possuir seção transversal com dimensões internas mínimas iguais 2 82emx5,0 em - Para a canaleta com seção transversal de geometna retangular, Os condutores, confeccionados em chapa galvanizada, deverão possuir seção transversal com dimensões internas mínimas iguais a 11,8 emx 7,5 com 12)0s diversos trechos da canaleta de platibanda estão indicados na figura apresentada adiante. ajTrecho 1: canaleta de platibanda, com seção transversal quadrada e dimensões internas mínimas iguais à 92emx92em (Qc= 23 VS). Trecho. 2: canaleta de platibanda, com seção transversal quadrada é dimensões intemas mínimas iguais & 97cmx9,;7em (Qu= 2,49 Vs) Trecho 3: canaleta de platibanda, com seção transversal quadrada e dimensões intemas mínimas iguais à 92emx92em (Qu= 213 Vs) Trecho 4: canaleta de platibanda, com seção transversal quadrada e dimensões internas mínimas iguais à 9,2cmx92 cm (Qe= 243 1/8) Trecho 5: canaleta de platibanda, com seção transversal quadrada e dimensões internas mínimas iguais à 92emx92em (Qe= 2,13 Vs) Trecho 6: canaleta de platibanda, com seção transversal quadrada e dimensões internas mínimas iguais à 7,9 cmx 7,9 em (Qu = 1,42 Vs) Trecho 7: canaleta de platibanda, com seção transversal quadrada e dimensões intemas mínimas iguais 2 47 emx4;!em (Qu = 0,36 vs) OBS.: sugere-se, por razões construtivas, que todos os trechos da canaleta de platibanda, com seção quadrada, tenha dimensões intemas mínimas iguais à 10,0 cm x 10,0 em. 53 mogno mente TRECHO 3 a v “o TRECHOL TREÇHO? ' TRECHO 5 q TRECHOS hj + - TRECHO 7 Os condutores de águas pluviais, com seção transversal de geometria retangular, cuja localização está indicada na figura apresentada anteriormente, devem ter as seguintes dimensões internas mínimas: Condutor 1: recebe a vazão contribuinte do trecho 1 (2,13 1/8) — 10,0 cmx 5,5 cm Condutor 2: recebe as vazões cont jbuintes dos trechos 2 (2,49 Us) e 3 (2,135) 10,0 cm Condutor 3: eos vazões contribuintes dos trechos 3 (2,49 Vs) e 4 (2,13 Vs) — 10,0 em Condutor 4: ds vazões contribuintes dos trechos 4 (2,13 Vs) e 5 (2,13 Vs) — 10,0 em Condutor 5: tens vazões contribuintes dos trechos 6 (1:42 Vs) é 7 (0,36 5) — 10,0 em Condutor 6: eos vazões contribuintes dos-trechos 6 (1,42 Ys) e 7 (0,36 Vs) -— 10,0 em Condutor 7: re o vazões contribuintes dos trechos 5 (2,13 Vs) e 2 (2,49 Vs) - 10,0 em x90cm Condutor 8: recebe a vazão contribuinte do trecho 1 (2,13 1/s) — 10,0 cm x 5,5 em OBS.: a opção de utilizar condutores de águas pluviais com seção transversal de geometria circular, confeccionados em PVC, -após dimensionados nas condições bidranlicamente críticas, obtiveram os seguintes valores para os diâmetros nominais (DN): Condutor 1: DN = 100 Condutor 2: DN = 100 Condutor 3: DN = 100 Condutor 4: DN = 100 Condutor 5: DN = 75 Condutor 6: DN = 75 Condutor 7: DN = 100 Condutor 8: DN = 100 sa 54