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ISTConcrete – Structures Course

26/5/2014

Conceptual Design of Building and Bridges General Concrete Structures Design Criteria Types of Structures Basis of Design Preliminary Dimensioning Seismic Design

Júlio Appleton

Estruturas de Betão Armado

Capítulo 12 - pág. 1

Critérios Gerais de Concepção das E struturas SEGURANÇA

O equilíbrio e ductilidade são duas características fundamentais do comportamento estrutural que é fundamental explorar na concepção de estruturas, de modo a tornálas mais simples e conferir-lhes melhor desempenho.

Júlio Appleton



Critérios Gerais de Concepção das E struturas ROBUSTEZ

A robustez pode ser definida como a capacidade de uma estrutura suportar com segurança acontecimentos acidentais ou excepcionais e ter a capacidade para que a rotura local de um elemento não srcine a rotura global da estrutura. Exemplos de acontecimentos excepcionais são os sismos, o fogo, as colisões e as explosões.

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Critérios Gerais de Concepção das E struturas DURABILIDADE

A durabilidade de uma estrutura é entendida como a sua capacidade para manter uma segurança e qualidade adequadas durante o período de vida especificado pelo dono de obra, sem que seja necessário dispender custos desproporcionados na sua manutenção.

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Critérios Gerais de Concepção das E struturas ECONOMIA

A procura das soluções mais económicas constitui um aspecto básico da concepção das estruturas e um dever ético, perante a sociedade, por parte de todos os intervenientes na construção de qualquer obra (Leonhardt).

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Critérios Gerais de Concepção das E struturas ADAPTABILIDADE

Numa época de rápidas mudanças quanto maior for a capacidade da estrutura para no futuro acomodar alterações ou mudanças de uso tanto melhor será concebida. Este conceito aplica-se aos projectos de pontes ou de edifícios.

Júlio Appleton



Critérios Gerais de Concepção das E struturas SIMPLICIDADE

As estruturas deverão ser concebidas de forma a apresentarem um funcionamento estrutural simples. A simplicidade traduz-se na forma como as acções actuantes na estrutura são transmitidas às fundações, devendo essa transmissão ser realizada por trajectórias curtas, directas e claras.

Júlio Appleton



Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de Edifícios

TIPOS DE SOLUÇÕES. FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL

CONDICIONAMENTOS

PRÉ-DIMENSIONAMENTO

Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO Concepção e Pré-Dimensionamento de EstruturasDE de Edifícios ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS

TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Estrutura principal reticulada

Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS

TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Estrutura lajes fungiformes

Júlio Appleton




TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Estrutura laminar

Júlio Appleton




TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Estrutura tubular

Júlio Appleton




TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Soluções de pré-fabricação

Vigas U

Vigas T

Vigotas Alveolares

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TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Edifícios com caves

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TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Edifícios com estrutura subdividida por juntas

Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS CONDICIONAMENTOS Arquitectónicos

Um edifício é projectado por um arquitecto para corresponder a um conjunto de objectivos e para desempenhar um conjunto de funções, os quais vão definir de forma marcante a solução estrutural. Por outro lado, o engenheiro deve conjuntamente com o arquitecto definir a solução estrutural por forma a que o comportamento da obra seja fiável e respeite os diversos requisitos funcionais.

Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS CONDICIONAMENTOS Geotécnicos

Na caracterização geotécnica para além da definição dos parâmetros que permitam optar pelo tipo de fundação directa (por sapatas ou por ensoleiramento geral) ou indirecta, deverá caracterizar-se a posição do nível freático e as condições de escavabilidade do terreno. A solução de fundações depende da caracterização geotécnica, do porte do edifício e das cargas transmitidas à fundação. A solução de fundações também influencia a distribuição de vãos Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS CONDICIONAMENTOS Localização

No que se refere à localização da obra o aspecto determinante na concepção da estrutura de um edifício é o grau de sismicidade da região. No que se refere à durabilidade importa referir que uma estrutura que venha a ser realizada junto ao mar requer medidas de protecção adicionais. Também a localização afecta o valor de outras acções actuantes na estrutura como seja o vento .

Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS CONDICIONAMENTOS Métodos Construtivos •Utilização de pré-fabricação •Adopção de pavimentos pré-esforçados •Solução de cofragens •Industrialização de armaduras

A preparação detalhada da obra é neste contexto a chave para o sucesso destas actividades.

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12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Lajes

60 50

Vigada Maciça

40 ) m c ( 30 h

Vigada Aligeirada Fungiforme Maciça Fungiforme aligeirada

20

Laje maciça (PE) 10

Laje aligeirada (PE)

0 0

2

4

6

8

Relações vão-altura e esbeltezas de lajes de pavimentos de edifícios

10

12

14

16

18

L (m) 45 40

Vigada Maciça h / L

Vigada Aligeirada

35

Fungiforme Maciça 30

Fungiforme aligeirada Laje Maciça (PE)

25

Laje aligeirada (PE)

20 0

2

4

6

8

10 1 2 1 4 1 6 1 8 L (m)

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12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO

90

Lajes préfabricadas

70

80

60

Vigotas

) 50 m c ( 40 h

Relações vão-altura e esbeltezas de pavimentos pré-fabricados (pré-esforçados)

Alveolares Vigas “pi”

30 20 10 0 0

2

4

6

8

10 12 14 16 1 8 20 22 2 4 26

Vigas U

L (m)

55

Vigas T

50 45

Alveolares

Vigotas

Vigotas

h 40 / L

Alveolares

35

Vigas “pi”

30 25 20 0

2

4

6

8

10 1 2 14 1 6 1 8 2 0 22 2 4 2 6 L (m)

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12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO

Sistema estrutural

Lajes e Vigas

K

Betão fortemente solicitado  = 1,5 %

Betão levemente solicitado  = 0,5 %

1,0

14

20

1,3

18

26

1,5

20

30

1,2

17

24

0,4

6

8

Viga simplesmente apoiada, laje simplesmente apoiada armada numa ou em duas direcções

Limites de esbelteza l/h para controlo indirecto de deformação

Vão extremo de uma viga contínua ou de uma laje contínua armada numa direcção ou de uma laje armada em duas direcções contínua ao longo do lado maior Vão interior de uma viga ou de uma laje armada numa ou em duas direcções Laje sem vigas apoiada sobre pilares (laje fungiforme) (em relação ao maior vão) Consola

NOTA 1: Em geral, os valores indicados são conservativos, e o cálculo poderá frequentemente revelar que é possível utilizar elementos mais esbeltos. NOTA 2: Para lajes vigadas armadas em duas direcções, a verificação deverá ser efectuada em relaçãomenor ao vão. Para lajes fungiformes deverá considerar-se o maior vão. NOTA 3: Os limites indicados para lajes fungiformes corresp ondem, para a flecha ameio vão, a umalimitação menos exigente do que a de vão/250. A experiência demonstrou que estes limites são satisfatórios.

Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Lajes – Verificações preliminares Pré-dimensionamento verificação aproximada –

Lajes vigadas

1ª hipótese para h, com base nos valores de /h (d=h-0,03 a 0,05)

, b=1m

Peso próprio e restantes acções

( sd ) máx 

bd



0.6MPa

Modelo aproximado para cálculo de m sd , nsd

(sem armaduras transversais,

Avaliação preliminar da capacidade resistente

Lajes fungiformes

Se necessário corrigir pré-dimensionamento e repetir a metodologia indicada

Júlio Appleton

 máx


 0,03 fcd )

(punçoamento)


12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE

Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de Edifícios ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Lajes pré-esforçadas

Pré-dimensionamento de espessura h

Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Vigas

Júlio Appleton



12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DEEdifícios Concepção e Pré-Dimensionamento de Estruturas de ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Vigas – Verificações preliminares Pré-dimensionamento 1ª hipótese para h Definir acções actuantes na viga: Para cargas verticais – estabelecer largura de influência ou reacção das lajes Para accção sísmica – modelo simplificado (forças horizontais equivalentes) Modelo aproximado para cálculo de m sd , nsd Avaliação preliminar da capacidade resistente Betão armado

Betão pré-esforçado

Se necessário corrigir o pré-dimensionamento e repetir a metodologia indicada. Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURASDE DE EDIFÍCIOS 12.2 CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO

ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Pilares

Estimativa de carga actuando no pilar

Júlio Appleton





• Secção necessária para cargas verticais A C

Ncp/Acxfcd)<0,4 Ncp/Acxfcd)<0,6 Nsd/Acxfcd)<1,0

0,76

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• Secção necessária para cargas horizontais (pilares e paredes) Modelo global – Análise sísmica ou combinação da acção com o vento

Deslocamento entre pisos Dd < 200 Esforços de cálculo Ncp + c sc Nsismo (ou vento)

Júlio Appleton

As ( r < 2% )




ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO

Fundações • Sapatas ou maciços de estacas, interligadas por vigas de fundação

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ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Fundações

Júlio Appleton




ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Fundações

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ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS PRÉ-DIMENSIONAMENTO Fundações • Fundação por estacas (0,60m a 1,20m)

Diâmetro de estaca (m) 0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

A (secção) m Nadm para = 3 MPa (kN)

0,12 377

0,28 840

0,50 1500

0,79 2370

1,13 3390

Nadm para = 5 MPa (kN)

628

1400

2500

3950

5650

Profundidade máxima recomendada em função de

15

20

25

30

40

612

816

820

825

1225

2

Asmin recomendado ( 0,5%)

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CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES

TIPOS DE SOLUÇÕES. FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL

CONDICIONAMENTOS


Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Pontes em Arco

Júlio Appleton




Júlio Appleton




Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Ponte com cabos – Ponte suspensa V

V

H

H

f H

l

H V

l/f

V

H v 5

2,77

- Viaduto sobre o rio Trancão

4,80

- Ponte da Arrábida

7,80

- Ponte da Foz do Sousa

10,00

- Ponte de Abreiro

4 3 2

8,44

- Ponte 25 de Abril

22,60

- Pala do Pavilhão de Portugal

1

0

Júlio Appleton

7 7 , 2

0 8 , 4

0 8 , 7

4 4 , 8

0 ,0 0 1

0 ,0 0 2

0 ,6 2 2

l/f


H=ql2/8f = V. l/4f Capítulo 12 - pág. 38

CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Pontes de tabuleiro em laje vigada (vão único ou com tramos simplesmente apoiados)

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Pontes de tabuleiro em laje vigada (com tabuleiro tipo viga Gerber)

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Pontes de tabuleiro em laje vigada (contínua)

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CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Ponte com tabuleiro em laje vigada contínua – perfil transversal (p). Pilares de secção média

Perfil longitudinal

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CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Ponte com tabuleiro em laje vigada contínua – perfil transversal com várias vigas

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CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Ponte com tabuleiro em laje vigada contínua – perfil transversal – Pilar com 1 único fuste

Pilar alto com um único fuste com capitel

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CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Ponte com tabuleiro em laje vigada contínua – perfil transversal – Pilar com 1 único fuste

Pilar alto com um único fuste sem capitel

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Ponte com cabos – Ponte suspensa

l

g x

H

H V

f

V

y

H= ql2/8f

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Vão do cabo parabólico 64,38m Flecha 2,85m l/f= H/V=5,647 Para q=0,2x18,5KN/m2 = 3,7 KN/m2 P=ql2/8f=672,6 KN/m ( projecto 710KN/m) Júlio Appleton




Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Ponte com cabos – Ponte atirantada

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES TIPOS DE SOLUÇÕES / FUNCIONAMENTO ESTRUTURAL Ponte com cabos – Tabuleiro tensionado

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES CONDICIONAMENTOS Topográficos

A orografia do terreno e a inclinação dos taludes condicionam a localização dos pilares e vãos das pontes e têm naturalmente influência decisiva no traçado da via, seja rodoviária seja ferroviária.

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES CONDICIONAMENTOS Rodoviários e Ferroviários

O traçado e as características da via rodoviária ou ferroviária, indicadas na planta e perfil em que se desenvolve a ponte ou viaduto, estabelecem a altura do tabuleiro ao solo, a largura do tabuleiro e a sua geometria em planta (directriz da via) e em alçado (perfil) longitudinal. Constituem também condicionamentos rodoviários e ferroviários as características das vias que se localizam sob a ponte ou viaduto.

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES CONDICIONAMENTOS Hidráulicos

O atravessamento de rios ou ribeiras têm dois tipos de implicações – um no próprio traçado , uma vez que a cota inferior do tabuleiro deve estar acima da cota da máxima cheia (nível de cheia calculada para um período de retorno de 1000 anos) e outro na localização dos pilares e encontros. Os pilares não deverão, sempre que possível, localizadosser no localizados leito maior. no leito menor do rio e os encontros não deverão ser

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES CONDICIONAMENTOS Geotécnicos

É fundamental caracterizar o terreno de fundação das estruturas na fase inicial da elaboração de um projecto. Tal caracterização vai permitir definir o tipo de fundação da obra - directa ou indirecta (por estacas). Para além da escolha do tipo e profundidade a atingir com a fundação a caracterização do terreno é fundamental para a definição da acção sísmica (ver Capítulos 2 e 10) e para a concepção dos métodos construtivos a adoptar na escavação ou furação do terreno.

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES CONDICIONAMENTOS Serviços afectados

É importante fazer, no início do projecto, o levantamento das infraestruturas (postes e redes eléctricas e de telecomunicações, condutas de água e gás, …) porque poderão justificar alterações de traçado e requerem que se planeia o restabelecimento dessas infraestruturas quando são afectadas pela execução ou implantação da obra.

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES CONDICIONAMENTOS Localização da obra

A localização da obra repercute-se em diversos aspectos da concepção de uma ponte: Ao

nível das acções mecânicas;

Ao

nível das acções agressivas;

Ao

nível do enquadramento paisagístico e arquitectónico.

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES CONDICIONAMENTOS Métodos construtivos

Execução do tabuleiro

Prefabricação

totalidade do tabuleiro com vários elementos

(muito dependente do vão) com cimbre ao solo Betonagem in situ

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com cimbre autolançável com carros de avanços com empurro




Execução de pilares

Prefabricação Betonagem in situ

Júlio Appleton

com moldes correntes com cofragem trepante com cofragem deslizante




Execução de fundações

Directas  com ou sem contenção provisória Indirectas  com tubo molde perdido moldadas no terreno

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CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES CONDICIONAMENTOS Estética

A estética de uma ponte pode considerar-se como a beleza da construção e da sua percepção pelos nossos sentidos. Neste conceito estão envolvidas as ideias de proporção, a satisfação pela utilidade da obra, a sua forma, a textura e a cor, a integração com o ambiente e a ética. Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES PRÉ-DIMENSIONAMENTO

A

Tabuleiro em laje vigada

Largura do tabuleiro – projecto rodoviário / ferroviário Altura (vão, número de vigas, ...) Pré-esforço -

P A

= 3 a 5MPa (lajes vigadas) A 5 a 10MPa (caixão, grande vão)

B

B

45,0 40,0 35,0 30,0 25,0

Laje Vigada (π)

20,0

Laje Nervurada

15,0

Caixão, h1

10,0

Caixão, h2

h /

5,0 0,0 0

Laje vigada (p) Laje nervurada Caixão, h1 Caixão, h2

Júlio Appleton

20

40

60

80

L (m)

Espessura dos banzos e almas 0,30m a 0,50m Estruturas de Betão Armado

Laje vigada (p) Laje nervurada Caixão Capítulo 12 - pág. 61

CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES PRÉ-DIMENSIONAMENTO Pilares – Esbelteza / Rigidez

Rectângulo Vazado 0,2a

(

)

= 0,072 ba 3 Para b = a I = 0,072 a 4 i = 0,35a 

a

0,2b

b

Rectângulo Maciço Rectângulo Vazado

a

Rectângulo Maciço

= 0,083 ba 3 Para b = a  = 0,083 a 4 i = 0,28 a 

Circular

b

Circular a

=

0,049 a 4

i=

I A

= 0,25 a Júlio Appleton



CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES PRÉ-DIMENSIONAMENTO Pilares

Controlo da tensão média 



N (CP  2SC ) A pila r



0.6 f

ck

Importante do ponto de vista da ductilidade

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CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES PRÉ-DIMENSIONAMENTO Pilares • Avaliação das frequências e comportamento sísmico da ponte

oscilador de um grau de liberdade M = Massa do tabuleiro

grande influência

- consola

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CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES a


NP EN 1998-1 Comparação entre Espectros de Resposta Horizontais para ELU

2,4 2,2

Pilares

2,0 1,8

• Avaliação das frequências e comportamento

sísmico da ponte • Valores usuais

²] 1,6 /s [m l 1,4 ra t c e p 1,2 s E o ã ç 1,0 ra e l e c A

0,8 0,6 0,4

Acção sísmica

0,2 0,0 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9 4,1 4,3

Verificação dos pilares à flexão composta

Sismo Tipo 1

4,5 4, 7 4,9

Periodo [s] Sismo Tipo 2

(Distribuição da força proporcional à rigidez dos pilares)

Júlio Appleton



T

CONCEPÇÃO E PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE PONTES PRÉ-DIMENSIONAMENTO Fundações

Grande parte dos pilares de pontes têm fundação isolada Fundação Directa -- Flexão controlocomposta de tensão transmitida ao terreno

Distribuição uniforme de tensão

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Fundação Directa -- Flexão controlocomposta de tensão transmitida ao terreno

Distribuição linear de tensão

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Fundação Directa – controlo de tensão transmitida ao terreno Fundação Desviada

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Fundação Directa – controlo de tensão transmitida ao terreno Fundação Desviada

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Fundação Indirecta Escolha do número e diâmetro das estacas Estaca N M

Definição da distância entre estacas (Avaliação dos momentos flectores transmitidos à fundação) Estabelecer dimensão do maciço de encabeçamento de estacas Júlio Appleton



Capitulo 12 – Concepção Sísmica – Conceitos Gerais Como garantir a ductilidade de uma estrutura? Concepção global que evite roturas frágeis Dimensionamento por capacidade real ( capacity design) Em edificios: Os elementos ducteis( vigas em flexão) devem ser os primeiros a desenvolver deformações inelásticas, o que se consegue sobredimensionando a resistência dos pilares em relação às vigas sobredimensionando a resistência ao esforço transverso em relação à flexão e impedindo a rotura nas fundações

Em pontes A estrutura é menos hiperstática. Adoptar menor coeficiente de comportamento A localização das rótulas ocorrerá na base dos pilares, onde é necessário garantir uma boa durabilidade Em pilares monoliticos com o tabuleiro as rótulas plásticas poderão ocorrer também na secção de topo. Alternativa – adoptar dispositivos de controlo sísmico Júlio Appleton



Capitulo 12 – Concepção Sísmica – Conceitos Gerais

Mecanismo local. Rotura frágil

Mecanismos ducteis

Júlio Appleton



Capitulo 12 – Concepção Sísmica – Conceitos Gerais EXIGÊNCIAS DE DESEMPENHO Para Sismos moderados

( probabilidade de ocorrência de 10% em 10 anos - Período de retorno de 95 anos

–Reduzidos danos não estruturais. Ausência de danos estruturais Exemplo em edifiíios – controlar os deslocamentos entre pisos ( máximo 15mm) Sismos de “serviço” = 0,4 a 0,55 do sismo de projecto

Para Sismos intensos ( probabilidade de ocorrência de 10% em 50 anos –Período de retorno de 475 anos) segurança de pessoas e bens. Evitar colapso. Manter capacidade residual de resistência após o sismo

O colapso ocorre quando as forças de restituição não são suficientes para compensar os efeitos das deformações globais laterais da estrutura

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO SÍSMICA DE EDIFICIOS Simplicidade Estrutural Distribuição regular dos elementos verticais em planta e em altura Simetria e redundância Resistência e rigidez bidireccionais Rigidez de torção adequada Acção de diafragma dos pisos Fundações adequadas Introduzir juntas sísmicas para separar blocos diferenciados

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO SÍSMICA DE EDIFICIOS

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO SÍSMICA DE EDIFICIOS

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO SÍSMICA DE EDIFICIOS DE PEQUENO PORTE Recomendação para introdução de linteis de fundação

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO SÍSMICA DE EDIFICIOS DE PEQUENO PORTE Ligação pilares - alvenaria

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO SÍSMICA DE PONTES As pontes apresentam menor redundância do que os edifícios ( estruturas do tipo pêndulo invertido)

Necessário: -Conceber estruturas continuas -Dotar a estrutura de um nível de ductilidade adequado nos pilares (capacity design- esforço transverso, esforço axial reduzido de 0,3 a 0,5 cintagem das armaduras, fundações) Ou Introduzir equipamentos de dissipação de energia ou de isolamento do tabuleiro Júlio Appleton



CONCEPÇÃO SÍSMICA DE PONTES -Garantir o maior numero de pilares participando na resposta da estrutura -Para obras extensas utilizar aparelhos com bloqueadores que funcionam como móveis para as acções lentas e fixas para a acção dos sismos ( direcção longitudinal ) . -Para obras com pilares de alturas diferentes desligar ou introduzir apoios deformáveis entre o tabuleiro e os pilares mais curtos.

Júlio Appleton



CONCEPÇÃO SÍSMICA DE PONTES Para tabuleiros extensos evitar uma ligação rígida com o encontro por forma a evitar distribuições desfavoráveis da rigidez e transmissões de forças na direcção transversal. Se for utilizada uma ligação monolítica pilar/tabuleiro não permitir a formação de rótulas plásticas no tabuleiro Conceber as zonas dissipativas com fácil acesso.

Júlio Appleton



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