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Engenharia Civil ·
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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL EC MODALIDADE EAD ESTUDO DIRIGIDO CICLO 9 CONCEITUALIZAÇÃO As caixas dágua são constantes em edifícios residenciais e imprescindíveis a vida humana Em um edifício é comum termos duas caixas dágua uma inferior que reserva cerca de 60 do volume consumido total e a mais conhecida à caixa dágua superior que utiliza da gravidade para ramificar e distribuir a agua para os moradores Neste contexto iremos abordar o estudo de quais solicitações são aplicadas as paredes tampa e fundo de reservatórios 1 CARGAS Uma caixa dágua recebe cargas distintas entre seus elementos paredes tampa e fundo devendo os mesmos serem dimensionados levando em consideração estas peculiaridades Nesta etapa de estudos esperase que o aluno já possua condições de dimensionar lajes de concreto armado e calcular seus quinhões de carga 11 PAREDES As paredes de uma caixa dágua são compreendidas como lajes que podem ou não trabalhar em um ou dois sentidos dependendo do coeficiente lâmbida λ Lembrando o processo de MARCUS se o λ2 então esta laje será solicitada em duas direções perpendiculares Sendo λ LyLx onde Lx menor dimensão da laje Ly maior dimensão da laje Isto posto podemos continuar a detalhar a carga Q que será levada em consideração TEMA DIMENSIONAMENTO DE RESERVÁTÓRIOS CAIXA DÁGUA E PISCINAS COMPONENTE SISTEMAS ESTRUTURAIS VII DATA 20052016 PROFESSOR RESPONSÁVEL KLEVERTON COSTA NESTE ESTUDO DIRIGIDO FAREMOS UMA ABORDAGEM TEÓRICA SOBRE CONSIDERAÇÕES DE PROJETO DIMENSIONAMENTO DE CONSUMO MODELO ESTRUTURAL CARGAS E SOLICITAÇÕES DIMENSIONAMENTO E DETALHAMENTO DE CAIXAS DÁGUA DE USO RESIDENCIAL CONSIDERAÇÕES SOBRE SEMELHANÇAS COM PISCINAS Quando a caixa dágua for suspensa sem estar enterrada haverá carga solicitante apenas do lado interno das paredes carga esta resultante do empuxo provocado pelo peso específico da água Para água 1 m³ 1 Tf metro cubico e tonelada força Assim sendo podemos definir como carga máxima resultante do empuxo o peso específico da água È passível de lembrar também que o empuxo forma uma carga triangular onde o Q máximo esta situado na parte inferior da parede Observe o esquema da caixa dágua abaixo A mesma terá as cargas distribuídas em suas paredes conforme o esquema mostrado abaixo Para o cálculo dos momentos no sentido longitudinal y devido ao empuxo o esquema de calculo ficará deste modo Já para o esquema de cálculo dos momentos transversais à parede x utilizaremos a 1ª faixa de um metro a que esta ligada ao fundo altura h0 ou seja a faixa onde a carga tem maior intensidade Obs Quando a parede tiver um Lâmbida maior que 2 não haverá quinhão de carga transversal x devendo a mesma ser calculada em função do momento resultante da carga triangular empuxo Para armação no sentido transversal utilizar o conceito de armadura de distribuição NBR6118 Para caixas dágua inferiores afundadas no solo deverseá para a mesma cheia descontar o empuxo negativo causado pela pressão da terra do lado de fora e calcular este mesmo esforço com ela vazia A mesma será dimensionada para a pior situação As reações de apoio partem do pressuposto que as paredes apoiamse transversalmente nas paredes adjacentes e que longitudinalmente apoiamse no fundo e em uma viga cinta superior vide esquema sobrescrito 12 FUNDO DA CAIXA DÁGUA O funda da caixa dágua também segue as mesmas recomendações feitas às paredes exceto que a carga será seu peso próprio somada a carga da coluna dágua 13 TAMPA DA CAIXA DÁGUA De maneira análoga ao fundo será calculado como laje porém a carga será proveniente apenas do peso próprio adicionada à uma sobrecarga de 50 Kgm² como segurançaNBR6118 14 VIGA SUPERIOR DE RESPALDO È uma viga normal que recebe solicitações normais advindas do seu peso próprio e solicitações perpendiculares no sentido do empuxo resultantes da reação de apoio da parede 2 CONSUMO Podese entender como consumo a quantidade de água que a mesma deverá reservar para abastecer a quantidade de moradores da edificação pelo tempo de previsão de reabastecimento Em cada concessionária de abastecimento de água haverá uma normalização de quantos litros de água deverá ser reservado dependendo da metragem finalidade e padrão da construção No nosso caso atentaremos para um consumo de cálculo onde na maioria das vezes não será atribuído ao engenheiro calculista pois já estará destacado no projeto arquitetônico Para calcular o consumo utilizaremos da seguinte relação C Q x H x D Onde C capacidade de reservação Q consumo diário por habitante D Intervalo de reabastecimento 3 DIMENSIONAMENTO E DETALHAMENTO Como já foram estudados os elementos vigas e lajes este material não abordará o dimensionamento o calculo da área de aço nem seus espaçamento entre barras pois as mesmas se dão da mesma forma como as lajes de concreto armadas Caberá apenas recordar que a causa mais comum de rupturas se dá nos engastes entre as paredes e no meio da laje do fundo portanto será interessante garantir a correta armação para seus respectivos momentos solicitantes 4 EXEMPLO PRÁTICO Vamos calcular os momentos solicitantes devido ao empuxo dá agua de uma caixa dágua superior única para um pequeno prédio com 5 andares com dois apartamentos de dois quartos por andar Cada quarto considerase 2 pessoas Dados Largura do vão da escada 20 m geralmente as caixas dágua ficam sobre a estrutura da escada devido a sua maior rigidez Comprimento do vão da escada 45 m Consumo médio diário da população deste local 200 ldia x hab Intervalo de reabastecimento 1 dia Espessura das paredes tampa e fundo 10 cm 1º passo Calcular a capacidade necessária de reservação e altura das paredes C 5 2 2 2 200 1 8 000 litros 8 m³ Volume 8m³ 20m 45m 089 m valor adotado h 1m 2º passo Calcular o λ λ145 m 10 m 45 20 portanto armada só na menor dimensão λ220 m 10 m 20 20 portanto armada só na menor dimensão 3º passo Carga devido ao empuxo para altura h 10m e faixa de largura de 10 m Q P especifico h 1000 kgfm³ 1 m 1 m 1000 kgfm 4º passo Momentos Fletores paredes armadas em uma direção M1 centro da parede 00596 1000 kgfm 1 m 2 1m 2980 Kgf mm x 0447 2m 0894 cm ME1 engaste com o fundo 1000 kgfm 1 m 2 1m75 6667 Kgf mm x 0 m RVr reação na viga de respaldo 1000 kgfm 1 m 2 5 100 kgfm 6º passo Momentos Fletores na Viga de Respaldo devido à reação de apoio das paredes MV1 momento no meio do vão de 20 m devido à reação das paredes de 20 m 100 kgf 2m 2m24 1667 kgfm MV2 momento no meio do vão de 45 m devido à reação das paredes de 45 m 100 kgf 45m 45m24 8438 kgfm ME1 momento no engaste lateral do vão de 20 m devido à reação das paredes de 20 m 100 kgf 20m 20m12 3334 kgfm ME2 momento no engaste lateral do vão de 45 m devido à reação das paredes de 45 m 100 kgf 45m 45m12 16875 kgfm 7º passo Momentos fletores no fundo λ145 m 20 m 225 20 portanto armada só na menor dimensão Q 1000 kgfm³ 1 m 45 m 4500 kgfm M 4500 kgfm 20 m 20 m 24 750 kgfmm ME 4500 kgfm 20 m 20 m 12 1500 kgfmm 5 PISCINAS As cargas atuantes nas piscinas são idênticas às atuantes nas caixas dáguas enterradas sendo as mesmas solicitadas pelo empuxo interno da agua e pelo empuxo externo da terra Seu dimensionamento deverá levar em conta as cargas provenientes do revestimento O modelo de calculo será o mesmo utilizado em caixas dágua exceto pela inexistência da tampa REFERÊNCIAS ADÃO Francisco Xavier HERMELY Adriano Chequetto Concreto Armado cálculo prático e econômico Interciência Rio de Janeiro 2010 FUSCO PB Estruturas de concreto e solicitações normais Guanabara dois Rio de Janeiro1981 PINHEIRO Libanio Fundamentos de Concreto e Projetos de Edifícios São Carlos 2007
Envie sua pergunta para a IA e receba a resposta na hora
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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL EC MODALIDADE EAD ESTUDO DIRIGIDO CICLO 9 CONCEITUALIZAÇÃO As caixas dágua são constantes em edifícios residenciais e imprescindíveis a vida humana Em um edifício é comum termos duas caixas dágua uma inferior que reserva cerca de 60 do volume consumido total e a mais conhecida à caixa dágua superior que utiliza da gravidade para ramificar e distribuir a agua para os moradores Neste contexto iremos abordar o estudo de quais solicitações são aplicadas as paredes tampa e fundo de reservatórios 1 CARGAS Uma caixa dágua recebe cargas distintas entre seus elementos paredes tampa e fundo devendo os mesmos serem dimensionados levando em consideração estas peculiaridades Nesta etapa de estudos esperase que o aluno já possua condições de dimensionar lajes de concreto armado e calcular seus quinhões de carga 11 PAREDES As paredes de uma caixa dágua são compreendidas como lajes que podem ou não trabalhar em um ou dois sentidos dependendo do coeficiente lâmbida λ Lembrando o processo de MARCUS se o λ2 então esta laje será solicitada em duas direções perpendiculares Sendo λ LyLx onde Lx menor dimensão da laje Ly maior dimensão da laje Isto posto podemos continuar a detalhar a carga Q que será levada em consideração TEMA DIMENSIONAMENTO DE RESERVÁTÓRIOS CAIXA DÁGUA E PISCINAS COMPONENTE SISTEMAS ESTRUTURAIS VII DATA 20052016 PROFESSOR RESPONSÁVEL KLEVERTON COSTA NESTE ESTUDO DIRIGIDO FAREMOS UMA ABORDAGEM TEÓRICA SOBRE CONSIDERAÇÕES DE PROJETO DIMENSIONAMENTO DE CONSUMO MODELO ESTRUTURAL CARGAS E SOLICITAÇÕES DIMENSIONAMENTO E DETALHAMENTO DE CAIXAS DÁGUA DE USO RESIDENCIAL CONSIDERAÇÕES SOBRE SEMELHANÇAS COM PISCINAS Quando a caixa dágua for suspensa sem estar enterrada haverá carga solicitante apenas do lado interno das paredes carga esta resultante do empuxo provocado pelo peso específico da água Para água 1 m³ 1 Tf metro cubico e tonelada força Assim sendo podemos definir como carga máxima resultante do empuxo o peso específico da água È passível de lembrar também que o empuxo forma uma carga triangular onde o Q máximo esta situado na parte inferior da parede Observe o esquema da caixa dágua abaixo A mesma terá as cargas distribuídas em suas paredes conforme o esquema mostrado abaixo Para o cálculo dos momentos no sentido longitudinal y devido ao empuxo o esquema de calculo ficará deste modo Já para o esquema de cálculo dos momentos transversais à parede x utilizaremos a 1ª faixa de um metro a que esta ligada ao fundo altura h0 ou seja a faixa onde a carga tem maior intensidade Obs Quando a parede tiver um Lâmbida maior que 2 não haverá quinhão de carga transversal x devendo a mesma ser calculada em função do momento resultante da carga triangular empuxo Para armação no sentido transversal utilizar o conceito de armadura de distribuição NBR6118 Para caixas dágua inferiores afundadas no solo deverseá para a mesma cheia descontar o empuxo negativo causado pela pressão da terra do lado de fora e calcular este mesmo esforço com ela vazia A mesma será dimensionada para a pior situação As reações de apoio partem do pressuposto que as paredes apoiamse transversalmente nas paredes adjacentes e que longitudinalmente apoiamse no fundo e em uma viga cinta superior vide esquema sobrescrito 12 FUNDO DA CAIXA DÁGUA O funda da caixa dágua também segue as mesmas recomendações feitas às paredes exceto que a carga será seu peso próprio somada a carga da coluna dágua 13 TAMPA DA CAIXA DÁGUA De maneira análoga ao fundo será calculado como laje porém a carga será proveniente apenas do peso próprio adicionada à uma sobrecarga de 50 Kgm² como segurançaNBR6118 14 VIGA SUPERIOR DE RESPALDO È uma viga normal que recebe solicitações normais advindas do seu peso próprio e solicitações perpendiculares no sentido do empuxo resultantes da reação de apoio da parede 2 CONSUMO Podese entender como consumo a quantidade de água que a mesma deverá reservar para abastecer a quantidade de moradores da edificação pelo tempo de previsão de reabastecimento Em cada concessionária de abastecimento de água haverá uma normalização de quantos litros de água deverá ser reservado dependendo da metragem finalidade e padrão da construção No nosso caso atentaremos para um consumo de cálculo onde na maioria das vezes não será atribuído ao engenheiro calculista pois já estará destacado no projeto arquitetônico Para calcular o consumo utilizaremos da seguinte relação C Q x H x D Onde C capacidade de reservação Q consumo diário por habitante D Intervalo de reabastecimento 3 DIMENSIONAMENTO E DETALHAMENTO Como já foram estudados os elementos vigas e lajes este material não abordará o dimensionamento o calculo da área de aço nem seus espaçamento entre barras pois as mesmas se dão da mesma forma como as lajes de concreto armadas Caberá apenas recordar que a causa mais comum de rupturas se dá nos engastes entre as paredes e no meio da laje do fundo portanto será interessante garantir a correta armação para seus respectivos momentos solicitantes 4 EXEMPLO PRÁTICO Vamos calcular os momentos solicitantes devido ao empuxo dá agua de uma caixa dágua superior única para um pequeno prédio com 5 andares com dois apartamentos de dois quartos por andar Cada quarto considerase 2 pessoas Dados Largura do vão da escada 20 m geralmente as caixas dágua ficam sobre a estrutura da escada devido a sua maior rigidez Comprimento do vão da escada 45 m Consumo médio diário da população deste local 200 ldia x hab Intervalo de reabastecimento 1 dia Espessura das paredes tampa e fundo 10 cm 1º passo Calcular a capacidade necessária de reservação e altura das paredes C 5 2 2 2 200 1 8 000 litros 8 m³ Volume 8m³ 20m 45m 089 m valor adotado h 1m 2º passo Calcular o λ λ145 m 10 m 45 20 portanto armada só na menor dimensão λ220 m 10 m 20 20 portanto armada só na menor dimensão 3º passo Carga devido ao empuxo para altura h 10m e faixa de largura de 10 m Q P especifico h 1000 kgfm³ 1 m 1 m 1000 kgfm 4º passo Momentos Fletores paredes armadas em uma direção M1 centro da parede 00596 1000 kgfm 1 m 2 1m 2980 Kgf mm x 0447 2m 0894 cm ME1 engaste com o fundo 1000 kgfm 1 m 2 1m75 6667 Kgf mm x 0 m RVr reação na viga de respaldo 1000 kgfm 1 m 2 5 100 kgfm 6º passo Momentos Fletores na Viga de Respaldo devido à reação de apoio das paredes MV1 momento no meio do vão de 20 m devido à reação das paredes de 20 m 100 kgf 2m 2m24 1667 kgfm MV2 momento no meio do vão de 45 m devido à reação das paredes de 45 m 100 kgf 45m 45m24 8438 kgfm ME1 momento no engaste lateral do vão de 20 m devido à reação das paredes de 20 m 100 kgf 20m 20m12 3334 kgfm ME2 momento no engaste lateral do vão de 45 m devido à reação das paredes de 45 m 100 kgf 45m 45m12 16875 kgfm 7º passo Momentos fletores no fundo λ145 m 20 m 225 20 portanto armada só na menor dimensão Q 1000 kgfm³ 1 m 45 m 4500 kgfm M 4500 kgfm 20 m 20 m 24 750 kgfmm ME 4500 kgfm 20 m 20 m 12 1500 kgfmm 5 PISCINAS As cargas atuantes nas piscinas são idênticas às atuantes nas caixas dáguas enterradas sendo as mesmas solicitadas pelo empuxo interno da agua e pelo empuxo externo da terra Seu dimensionamento deverá levar em conta as cargas provenientes do revestimento O modelo de calculo será o mesmo utilizado em caixas dágua exceto pela inexistência da tampa REFERÊNCIAS ADÃO Francisco Xavier HERMELY Adriano Chequetto Concreto Armado cálculo prático e econômico Interciência Rio de Janeiro 2010 FUSCO PB Estruturas de concreto e solicitações normais Guanabara dois Rio de Janeiro1981 PINHEIRO Libanio Fundamentos de Concreto e Projetos de Edifícios São Carlos 2007