Aula - Reservatorios

7/24/2019 Aula - Reservatorios

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Anlise, Concepo e dimensionamento

de Reservatrios de Beto Armado


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Conceito:

Os reservatrios so obras que se destinamnormalmente a conter lquidos e gases. Os objectivos

deste armazenamento so de natureza diversa.

Alguns exemplos:

depsitos de gua, tanques em estaes de tratamento,

cubas de vinho, depsitos de gasolina

Introduo


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Nervura de contorno (h


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Os reservatrios, como o resto das estruturas, tm de satisfazer exigncias

quer em termos de:

Segurana estrutural:

Funcionalidade:

Resistncia dos elementos estruturais

Estabilidade global da estrutura

Controle de assentamentos do terreno de fundao

Durabilidade

Estanquidade

Exigncias e aces


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As aces a que esto sujeitos so de dois tipos:

Aces directas:

Peso prprio

Sobrecargas

Presso do lquido

Impulsos do terreno exterior

Aco ssmica

Deformaes im

postas:

Variaes de temperatura

Retraco do beto

Exigncias e aces


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Os reservatrios podem ser classificados sob diversos pontos de vista:

Quanto a Funo:

depsitos de gua potvel,

piscinas,

tanques de rega,

tanques de estao de tratamento,

cubas de vinho e azeite,

depsito de combustvel e gs.

Quanto ao Material:

beto armado com ou sem a utilizao de pr-esforo, ao.

Classificao


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Quanto a Posio em relao ao solo: apoiados no terreno,

semi-enterrados,

enterrados,

elevados, sobre edifcios.

Classificao


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Exigncia de estanquidade:

Classe 0 aceitvel permitir alguma permeabilidade

Classe 1 exigida a estanquidade em termos globais (wk 0.1 a 0.2 mm)

Classe 2 exigida a estanquidade em termos absolutos

(no so permitidas fissuras que atravessem a toda a

espessura da parede (material interior: membrana)

Quanto a Geometria do depsito:

circulares cilndricos, cnicos, esfricos, quadrados ourectangulares, forma irregular.

Classificao
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Quanto ao Tipo de cobertura: abertos ou descobertos, cobertos.

Quanto a Compartimentao:simples, mltiplos (a), com vrios nveis e

simples (b), com vrios nveis e mltiplos (c).

(a) (b) (c)

Classificao


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Reservatrio cnico elevado Reservatrio metlico apoiado

Reservatrio em BA semi-enterrado

Classificao


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Os depsitos de gua integrados em redes de distribuio constituem o

exemplo mais comum de reservatrios:a) Localizao do depsito

Os depsitos trreos apresentam algumas vantagens em relao aos depsitos

elevados, nomeadamente:

Menor custo de construo, para uma mesma capacidade;

Maior facilidade de inspeco, de explorao e de ampliao a longo prazo;

Menor impacto paisagstico;

Aspectos da concepo


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A opo por um depsito elevado provm, na maior parte dos casos, da

adversidade das condies topogrficas no permitirem um fornecimento,

em condies, de carga a rede de distribuio atravs dum depsito trreo.

b) Capacidade

Na concepo do projecto, uma das primeiras coisas que preciso

definir a sua capacidade. Um reservatrio considerado pequeno se

a sua capacidade for menor de 500 m3, grande se for maior de 5000

m3, e mdio se estiver entre estes dois valores.

c) Finalidade

Os reservatrios de gua potvel devem ser cobertos para evitar a

contaminao da gua e devem ser dotados dum sistema de

ventilao. Em depsitos enterrados possvel colocar uma camada

de terra, apesar de se ter cuidado com a sobrecarga da resultante.

Aspectos da concepo


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d) Compartimentao

A utilizao de vrias clulas garante a ininterrupo do abastecimento

enquanto se procede a operaes de limpeza numa clula.

e) Geometria do reservatrio Para reservatrios com uma mesma capacidade, ou seja, uma mesma rea

em planta e uma mesma altura, quanto menor for o permetro, menores

sero as quantidades necessrias de cofragem, de rea a impermeabilizar

e, provavelmente de volume de beto a utilizar. Logo este um facto a ter

em conta quando se escolhe um reservatrio rectangular ou circular.

Aspectos da concepo


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e.1) Laje do fundo

Em reservatrios enterrados ou ao nvel do solo, a laje de fundo habitualmente uma laje macia assente sobre uma camada de regularizao

em beto pobre, com cerca de 10 cm de espessura.

A soluo mais usual a utilizar em laje macia que pode ser de espessura

constante ou varivel. Caso o volume de beto seja considervel costume

diminuir a espessura da laje na sua zona central.

Aspectos da concepo


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e.1) Laje do fundo

A ligao da zona central zona mais prxima da parede pode ser

monoltica ou atravs duma junta. Neste caso, a zona da laje sob a

parede corresponde a uma sapata de fundao e, em reservatrios

rectangulares, a parede funciona ento como um muro de suporte,

apoiada no topo ou em consola consoante exista ou no um elemento

estrutural de cobertura solidrio com a parede.

A localizao da junta deve ser tal que no comprometa as

verificaes de estabilidade (derrubamento e deslizamento) e do nvel

mximo de tenses no terreno.

Aspectos da concepo


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e.1) Laje do fundo

Aces intervenientes nas verificaes: impulso hidrosttico, os pesos

prprios da sapata, da parede e eventualmente da cobertura, e o peso

do volume de gua sobre a sapata.

Nos reservatrios de grandes dimenses possvel dividir a laje de

fundo em vrios painis ligados entre si por juntas flexveis.

Esta soluo utilizada quando existe probabilidades do terreno de

fundao apresentar assentamentos diferenciais significativos.

Aspectos da concepo


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e.1) Laje do fundo - Efeito do nvel fretico exterior

Reservatrio enterrado Verificar a situao do depsito vazio, com a posio do nvel

fretico exterior acima do nvel de fundao.

Verificar-se que o peso da estrutura superior a impulso da

gua.

Dimensionar armaduras para a colocar nas fibras opostas.

Nestes casos aconselhvel conceber um sistema de drenagem

que evite a subida do nvel fretico

Aspectos da concepo


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Paredes simplesespessura constante ou varivel em altura (h < 3.0 m)Paredes apoiadas em contrafortesexteriores ou interiores

f) Paredes exterior - tipos

Impulso hidrosttico

Impulso do terreno lateral no caso de reservatrios enterrados

f.1) Paredes exterior - aces

Contrafortes

Contrafortes:

Contrafortes

Soluo econmicapara reservatriosrectangulares demaior altura

Aspectos da concepo


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f.2) Paredes exterior

Em reservatrios circulares utiliza-se por vezes um pr-esforo axial

horizontal na parede para anular as traces que se geram devido a

presso hidrosttica.

Reservatrio circular pr-esforado de paredes pr-fabricadas

Aspectos da concepo


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g) Ligao ParedeLaje do Fundo

Rgida

Articulada

Em ambos os casos, aconselhvel dispor de esquadros na ligao com

o objectivo de dificultar a deposio de resduos e favorecer as

operaes de limpeza.

Esquadro

Ligao rgidaLigao articulada

(reservatrios circulares)

Aspectos da concepo


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g) Cobertura - solues

Laje macia

Laje vigada

Laje nervurada e/ou Utilizao de pr-lajes

Nos grandes reservatrios, a colocao da cobertura obriga existncia depilares de suporte interiores cujas fundaes ficam embebidas na laje do

fundo (solos pouco deformavis) ou isoladas (solos deformavis).

h) Ligao Parede - Cobertura

Reservatrios pequenosligao rgida

Grandes reservatrios:

-Parede articulada na cobertura

- Parede com junta deslizante

- Parede particularmente deslizante

Aspectos da concepo


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Reservatrios elevados

A torre dum reservatrio elevado pode ser constituda por uma estrutura

porticada - geralmente um conjunto de pilares travados horizontalmente a

diversos nveis - ou por um fuste nico. Neste ltimo caso, podem referir-

se as seguintes variantes:

Fuste liso, com espessura constante ou varivel; Fuste com nervuras

verticais: Fuste com nervuras horizontais

Aspectos da concepo


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O projecto deve assegurar:

improbabilidade de derrubamento e de rotura dos elementos

estruturais

estanquidade seja a maior possvel

nveis aceitveis de durabilidade

Funes essenciais de um reservatrio:

Suportar em segurana as vrias combinaes de carga

Estanquidade

Aspectos gerais de dimensionamento


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a) Estabilidade e Flutuao

Verificar a segurana ao derrubamento e deslizamento - estabilidade

O peso da estrutura deve ser superior impulso da gua (P > 1.1p) -

Flutuao

b) Assentamentos

Assentamentos diferenciaissoluo:

1. Introduo de juntas flexveis

2. Utilizao de estacas nas fundaes

3. Substituio de terrenos



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c) Durabilidade

Est relacionada com:

1. Deteriorao do beto

2. Corroso das armaduras

3. Deteriorao dos materiais

das juntas

Causas

i. Aco dos lquidos e terrenos envolventes

ii. Perda de impermeabilidade

iii. Ocorrncia de fendilhao



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ii. Perda de impermeabilizao

Um beto permevel permite o repasse, acelera a corroso do ao e

oferece pouca resistncia a ataques qumicos dos terrenos e/ou

lquidos.

Soluo:

relao gua/cimento (


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iii. Ocorrncia de Fendilhao - Causas

a) Retrao ou assentamento do beto jovem

b) Temperatura do calor de hidratao no beto jovem

c) Retraco e efeitos trmicos ao longo da vida da estrutura

d) Esforos resultantes das aces sobre a estrutura

e) Variao do volume no beto em resultado do ataque fsico ou qumico

dos materiais

Soluo:

dimensionar armadura que garanta os nveis de fendilhao exigidos para

cada elemento estrutural em funo do seu ambiente



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2. Sobrecargas

As sobrecargas nos pavimentos, escadas, etc, so as definidas no RSA,

em funo da utilizao do espao

3. Aces trmicas

Variaes uniformes de temperatura - RSA

Variaes diferenciais de temperatura

4. RetracoREBAP (Anexo I)

5. Aco do vento

6. Aco do sismo

Aspectos gerais de dimensionamentoAces (RSA)


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Mtodos analticos simplificados

Mtodos numricos

1. Reservatrios no Solo ou Enterrados

1.1 Mtodos Simplificados

a) Paredes Verticais

Reservatrios de pequenas dimenses: a anlise feita como se

de uma laje se trata-se sujeita s aces exteriores (em geral

cargas triangulares)

b) Laje do Fundo

Os esforos resultantes dos efeitos das paredes verticais podem

ser obtidos simplificadamente.

Mtodos de analise


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Esforos nas paredes e cobertura

Mtodos de analise


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8Q/(B.L)

6Q/(B.L)

6Q/(B.L)

4Q/(B.L)

4Q/(B.L)

2Q/(B.L)

Esforos na laje de fundo

Mtodos de analise


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c) Cobertura

Analisada como uma laje, pelos processos clssicos. No caso desta

estar rigidamente ligada s paredes, o conjunto total da estrutura do

reservatrio pode ser analisado como um quadro fechado

2. Reservatrios Cilndricos

Nas paredes destes reservatrios geram momentos flectores verticais

e esforos axiais transversais

Mtodos de analise


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2. Reservatrios Cilndricos

Mtodos numricos

Anlise em Grelha plana particularmente recomendada para

analisar a laje do fundo

Mtodos simplificados

bacosPara a determinao do momento de encastramento e o

esforo de traco nas paredes

Mtodos de analise


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Exemplo

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