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PROF. Hiroshi Paulo Yoshizane

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ST 401 TOPOGRAFIA APLICADA OBRAS CIVIS Prof. Hiroshi Paulo Yoshizane webdidat.

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Apresentação em tema: "PROF. Hiroshi Paulo Yoshizane"— Transcrição da apresentação:

1 PROF. Hiroshi Paulo Yoshizane
TOPOGRAFIA APLICADA TOPOGRAFIA 2007 PROF. Hiroshi Paulo Yoshizane CESET - UNICAMP 2007 PROJETO DE G.A.P.

2 PERFIL do TERRENO 635 640 645 Altitudes 1:100 GREIDE ¨I¨ Distâncias
1:1.000 Estacas Cotas Projeto 1 2 4 3 5 6

3 PROJETO DE G.A.P. Seqüência de Cálculos

4 Assim, obtem-se a declividade superficial
1º Passo Cálculo da declividade superficial do terreno natural Cota da estaca inicial ¨ estaca 1¨ = Cota da estaca final ¨estaca 6¨ = Cota estaca 1 – cota estaca 6 I m/m = Dist. Estaca 1 até estaca 6 i % = I m/m x 100 Assim, obtem-se a declividade superficial

5 2º Passo Determinação hidrológica do escoamento:
1-Determina-se a área da bacia de contribuição. Pelo método topográfico: ¨cálculo de áreas¨ -softwares topográficos; -autocad; -métodos gráficos: -planímetro; -vetorização.

6 MÉTODO ANALÍTICO “M É T O D O R A C I O N A L” ¨VÁLIDA PARA BACIAS HIDROGRÁFICAS COM ATÉ 50 ha.¨ Dimensionamento para suportar vazão máxi- ma “ Q máx ” de projeto, definida como sendo a máxima vazão ocorrida na condição fisiográfica da bacia de contribuição.

7 Calculara a vazão ¨Q¨ calculada para cada trecho pelo Método Racional, seguindo a fórmula :
Q = 0,1667 x c x i x A com Q em m³/seg. Q : m³/seg. A = Área de drenagem em hectares. c = coeficiente de escoamento superficial. i = Intensidade pluviométrica em mm/min.

8 ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Coeficiente de escoamento superficial ¨runoff¨ ¨ C ¨ Coeficiente de Runoff = 0,50 Válida para superfícies com poucas áreas ocupadas com estruturas de construção civil ¨ telhados e calçadas impermeabilizadas¨ e com as Ruas e Avenidas com pavimento asfáltico.

9 TABELA 1 ¨ C ¨FONTE DAEE

10 ¨boca de lobo ou boca de leão¨
2º Passo Determinação hidrológica do escoamento: 3-Dimensionamento da caixa de entrada. ¨boca de lobo ou boca de leão¨

11 PROJETO DE ¨GAP¨ Planta esquemática

12 SISTEMAS DE DISPOSIÇÃO
As águas precipitadas nos terrenos dos lotes urbanos, são dispostas de forma livre conforme a declividade, ou em sistemas de calhas coletoras, denominadas como drenagem superficial, que na sequência, são despejadas junto às guias e sarjetas, mergulhando nas bocas coletoras conhecidas como bocas de lobo ou de leão. calçada Guia chapéu pavimento Guia chapéu sarjeta

13 Equipamentos coletores e protetores Plantio de árvore errado
BOCA DE LOBO OU LEÃO Equipamentos coletores e protetores Plantio de árvore errado Grade móvel para inspeção

14 Caixa coletora selada sob meio fio ¨calçada¨
INÍCIO DA GALERIA Caixa coletora selada sob meio fio ¨calçada¨ Vai para a galeria

15 BOCA DE LOBO OU LEÃO As bocas de lobo, necessitam
Guia chapéu grelha As bocas de lobo, necessitam de inspeção periódica, principal- mentenas épocas do início chuvo- so. grelha Boca de lobo nova com guia e sarjeta

16 COLETORES ( Figura 1 ) planta

17 HIDRÁULICA DOS CONDUTOS LIVRES
HIDRÁULICA DE CANAIS Para um melhor entendimento em estudos projetos de drenagem, é imprescindível revermos um pouco de hidráulica específica. HIDRÁULICA DOS CONDUTOS LIVRES

18 APLICAÇÕES E EXECUÇÕES
TIPOS DE SEÇÕES HIDRÁULICAS: -SEÇÕES CIRCULARES. -SEÇÕES QUADRADAS. -SEÇÕES RETANGULARES. -SEÇÕES TRIANGULARES. -SEÇÕES TRAPEZOIDAIS. -SEÇÕES ESPECIAIS: -SIAMESES. -MISTAS. -OVÓIDES.

19 VELOCIDADE DE FLUXO -Nos sistemas de drenagem por canais, existem fa-
tores importantes à serem considerados: a) Tipo de seção a ser adotada e aplicada; b) natureza das paredes ¨material da parede¨; c) declividade mínima e máxima; d) profundidade dos canais; e) altura de recobrimento; f) estabilidade do fundo ¨berço de assentamento¨; g) quando em peças pré-moldadas ¨rejuntamento¨; h) caixas de transição de altura e inspeção ¨PV¨.

20 VELOCIDADE DE FLUXO ¨Nos projetos devem ser considerados de iní-
cio, a velocidade máxima e mínima de fluxo¨. -Velocidade mínima: ¨assoreamento¨ -Velocidade máxima: ¨erosões nas paredes¨ OBS: É importante para um bom dimensionamento, uma análise do solo apurada, e um bom trabalho topográfico durante a execução.

21 importantíssimo saber
VELOCIDADE DE FLUXO VELOCIDADE MÁXIMA: importantíssimo saber A velocidade máxima relaciona- se por y/r= 1,62 que equivale a Y=0,81D. Ocorre na situação em que o conduto está parcialmente cheio, isto é, numa altura de 0,81D. y y Q DECLIVIDADE ( i m/m ) A vazão máxima parece que se dá quando há um fluxo em seção CHEIA, mas, é um engano, isto é, só trabalhará em conduto livre quando se tem uma pequena altura em contato com o ar atmosfé- rico, que é de pelo menos a 0,95D.

22 VELOCIDADE DE FLUXO VELOCIDADE LIMITE INFERIOR:
¨ Para evitar deposição ¨ -Água com suspensão de finos = 0,30m/s -Água transportando areia fina = 0,45m/s -Água de esgoto sanitário = 0,60m/s -Águas pluviais = 0,75m/s

23 VELOCIDADE LIMITE SUPERIOR
VELOCIDADE DE FLUXO VELOCIDADE LIMITE SUPERIOR EVITAM A EROSÃO NAS PAREDES: -Canais arenosos = 0,30m/s -Canais com paredes saibrosos = 0,40m/s -Canais com paredes de seixos = 0,80m/s -Canais com paredes de aglomerados consistentes=2,00m/s -Canais com paredes de alvenaria = 2,50m/s -Canais com parede de rocha compacta =4,0m/s -Canais com paredes de concreto = 4,50m/s

24 BUEIRO ¨canal circular¨
Determinação da vazão no canal fechado, seção circular, em concreto, com 0,5 m de diâmetro, nas seguintes situações: declividades 1/100 m/m e 1/10 m/m, e áreas molhadas de ¾ e ½ do diâmetro. CARACTERÍSTICAS DO CANAL: n=0,013 -coeficiente de Manning para o concreto. D = 0,5 m diâmetro do tubo adutor y = ¾ D e y = ½ D profundidades do escoamento no canal (tirante) I = 1/10 e 1/ declividades longitudinais do canal.

25 Observando a figura e, conseqüentemente
à geometria do canal, encontra-se : 1 - (área molhada) 2 - (raio hidráulico) 3 - (tirante) onde  é o ângulo central que delimita o tirante. Para y = ¾ D obtém-se: y = ¾ . 0,5 = 0,375 m ou pela equação :  = 240 = 0,375 m A = 1/8 (  - sen  ) x D²

26 PROCEDIMENTO ANALÍTICO ( PASSO À PASSO )
TRIGONOMETRIA APLICADA À HIDRÁULICA DE CANAIS CIRCULARES:

27 1 - ÁREA MOLHADA ( Am ) Observando a figura e, conseqüentemente
à geometria do canal, encontra-se : 1 - ÁREA MOLHADA ( Am ) Demonstração analítica : Am = D² / 8 (  - sen  ) Am : Relacionado com a área plena ( Ap ) Am D ² /8 (  - sen  ) = = (  - sen  ) Ap .D²  4  = 2 arc.cos. ( 1-2 yn / D )  = ângulo tirante

28 PROCEDIMENTO ANALÍTICO ( PASSO À PASSO )
TRIGONOMETRIA APLICADA À HIDRÁULICA DE CANAIS CIRCULARES:  = 2 arc.cos. ( 1-2 yn / D )  = ângulo tirante 2/3D D Yn = D/2 ( 1 – cos /2 ) 1 – cos /2 = 2yn/2 yn Assim sendo: cos /2 = 1 - 2yn/2 então :  = 2arc.cos (1 – 2 yn/2)

29 PROCEDIMENTO ANALÍTICO ( PASSO À PASSO )
TRIGONOMETRIA APLICADA À HIDRÁULICA DE CANAIS CIRCULARES: Relação ráio Hidráulico ¨Rh¨ e Ráio pleno Rh = Rh pleno D sen  Rh = Rh D/4 (1-sen/) = Rh pleno D/4 Rh = (1-sen  /).Rh pleno

30 PROCEDIMENTO ANALÍTICO ( PASSO À PASSO )
TRIGONOMETRIA APLICADA À HIDRÁULICA DE CANAIS CIRCULARES: Relação velocidade e velocidade plena V /2 1 = R . I0 = I0 (D/4) . (1-sen/) VPlena n n 2/3 2/3 2/3 2/3 2/3 2/3 VPlena=1/n.(D/4) . I0 1/2 VPlena = I0 . (D/4).(1-sen /) 1/2 2/3 V /n.(D/4) . I0 . (1-sen /) = V Plena 1/n . (D/4) . I0 1/2 2/3 V sen = VPlena  2/3 2/3 1/2

31 PROCEDIMENTO ANALÍTICO ( PASSO À PASSO )
TRIGONOMETRIA APLICADA À HIDRÁULICA DE CANAIS CIRCULARES: Relação vazão e vazão plena Q/Q Plena A I0 D D sen Q= R . I0 = Q= ( - sen ) ( ) n n  1/2 2 2/3 1/2 2/3

32 Agrupando os valores da área e do raio hidráulico,
PARA MEIA SEÇÃO y = ½ D y = 0,5m / 2 = 0,25m   = 180 Agrupando os valores da área e do raio hidráulico, para as duas situações, em uma tabela: A vazão será calculada pela expressão de Manning : ONDE: Q= vazão ; A=área molhada n = Coef. ; R = ráio hidr. I = Declividade (perda de carga)

33 VAZÃO PARA OS DIFERENTES TIRANTES E DECLIVIDADES
PARA O CANAL CIRCULAR O tirante maior produz maior vazão, e declividade maior (rampa mais íngreme) contribuem para maior vazão. Quando a seção transversal de um canal de seção fechada fica inteira- mente tomada pela água, a rigor não existe mais um canal. São ainda utilizadas as fórmulas de escoamento em canais, ao se admitir que o fenômeno esta acontecendo, na prática, sem pressão e calcula- se a vazão no conduto, no limite de funcionamento entre canal e conduto forçado. Admitindo-se a seguinte hipótese:

34 HIPÓTESES ¨CHEIO¨  = 360 e y = D = 0,5 m
2 Perímetro = 2xR ou xD = 1,5708 m Rh = A/P = 0,1963/1, Rh = 0,125 m

35 CÁLCULO DAS VAZÕES 0,1963 2/3 1/2 Q1/10 = x 0,125 x 1/10 = 1,19m³/s
0, / /2 Q1/10 = x 0, x 1/ = 1,19m³/s 0,013 0, / /2 Q1/100 = x 0, x 1/ = 0,37m³/s 0,013

36 CÁLCULO DAS VAZÕES ¨Hazen-Willians¨
onde: C = 120  coeficiente de Hazen-Willians que depende da rugosidade do tubo, no caso, a rugosidade do concreto. D = 0,50 m  diâmetro do tubo. J  perda de carga unitária.

37 CÁLCULO DAS VAZÕES ¨Hazen-Willians¨
onde: C = 120  coeficiente de Hazen-Willians que depende da rugosidade do tubo, no caso, a rugosidade do concreto. D = 0,50 m  diâmetro do tubo. J  perda de carga unitária.

38 SEÇÕES CIRCULARES - PARTICULARIDADES
1-Apresentam o menor perímetro molhado. 2-Apresentam o maior Ráio hidráulico. 3-Vantagem geométrica e execução. 4-Seções semi-circulares ótimos para condutos livres abertos desde que pré-moldados. 5-Quando executados no local, traz dificuldades quanto à implantação e estabilidade da parede.

39 TRABALHO EM SALA DEFINIÇÃO DA GALERIA

40 DIDÁTICAMENTE VAMOS DEFINIR TIPO C2 ¨TUBO DE CONCRETO ARMADO¨
DIÂMETRO DO TUBO DIDÁTICAMENTE VAMOS DEFINIR ADOTAREMOS Ø = 0,60m TIPO C2 ¨TUBO DE CONCRETO ARMADO¨

41 TRAÇOS DO CONCRETO MAGRO
ESPESSURA DO BERÇO TRAÇOS DO CONCRETO MAGRO 1 SACO DE CIMENTO ( 50kg. padrão ) 8,5 LATAS DE AREIA 1,5 LATAS DE PEDRA 2,0 LATAS DE ÁGUA ¨ 1 lata = 18,5 litros ¨ ¨ 1 Saco de cimento = 250,0 litros ¨

42 ESPESSURA DO BERÇO e INFRA-ESTRUTURA
Aplicação de uma camada de pedra 3, 4 e rachão, numa camada de 15 cm. a 30 cm. ao longo da vala ( lastro de brita ), cuja finalidade é de drenar (manter seco) a interface do solo com base da sapata, trabalhando também como material de transição entre o solo e a sapata da fundação ( agulhamento )-válido para solos razoavelmente seco. Para solos muito úmido, instáveis e turfosos faz-se necessário lançar uma camada de concreto magro ou sistema de vigas de concreto apoiadas sobre estacas cravadas nas junções ¨BOLSAS¨ no sentido trans- versal da galeria.

43 ABERTURA DE VALAS

44 ABERTURA DE VALAS RETROESCAVADEIRA

45 ASSENTAMENTO Q

46 RECOMENDAÇÕES DE SEGURANÇA
Em valas com mais de 1 metro de profundidade,é precaução abrir a vala com talude lateral, pois um indivíduo sendo soterrado até a altura do quadril, tem a capacidade de sair e se manter com as partes vitais livres da pressão do solo desmoronado. ¨consegue respirar com o tórax livre¨

47 ABERTURA TRAPEZOIDAL VALA COM H > 1,0m ½  Ideal = 45°
Folga de fundo ½  30° Ideal = 45° ( custo ! ) Volume de terra

48 RECOBRIMENTO É recomendável consultar o fabricante
- Depende muito da projeção e por onde está passando a galeria ( sob ruas, calçadas, pátios, parques e jardins ); - depende muito do material solo de cobertura; - há recomendação literária de ½  + 0,40m; - outras com 1. - existem casos em que se cobrem com lastro de concreto magro


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