Análise do comportamento estrutural das lajes de concreto armado

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  • Anlise do comportamento estrutural das lajes de concreto armado dos

    Aparelhos de Mudana de Via (AMV), com sistema de amortecimento de

    vibraes, oriundas dos trfegos dos trens, da Linha 2 - Verde, do METR de

    So Paulo

    Roberta Leopoldo e Silva (1); Janana Tobias de Carvalho (2); Marcos Di Siervi e Silva (3); Alessandro Lugli Nascimento (4);

    Adilson Roberto Takeuti (5); Francisco Jos Valentim (6)

    (1, 3 e 4) Planservi Engenharia, Depto. de Estruturas(2, 5 e 6) Companhia do Metropolitano de So Paulo - Metr, Departamento de

    concepo de via permanente e de desapropriao

  • PASSAGEM DOS TRENS EXCITAES NA VIA PERMANENTEEM FUNO DAS FREQUNCIAS NATURAIS DOS DIVERSOS COMPONENTES DAS EDIFICAES LINDEIRAS E CARACTERSTICAS DOS SOLO DO ENTORNO PODEM OCORRER EFEITOS RESSONANTES DESCONFORTO AOS OCUPANTES

    FUNO DO SISTEMA DE MASSA MOLA = ATENUAR VIBRAES

  • APARELHO DE MUDANA DE VIA

    SISTEMA DE ATENUAO EM LAJE FLUTUANTE DE 43cm DE ESPESSURA CONSTANTE APOIADA SOBRE ISOAMORTECEDORES MOLAS METLICAS IMERSAS EM MATERIAL VISCOSO

    GRANDE ATENUAO DE VIBRAES EM COMPARAO COM DEMAIS SISTEMAS

    EM AMVs , FOI UTILIZADO POR MOTIVOS CONSTRUTIVOS FACILIDADE NO ACIONAMENTO DA LAJE

  • PLANTA TPICA DE UM DOS AMVs

    CADA CONJUNTO POSSUI APROXIMADAMENTE 100m DE COMPRIMENTO ENTRE JUNTAS DE DILATAO

  • SEAO TRANSVERSAL TPICA

  • JUNTAS DE DILATAO

    BARRAS DE TRANSFERNCIA:

    POSSIBILITAM DESLOCAMENTOS RELATIVOS LONGITUDINAIS E IMPEDEM OS TRANSVERSAIS TRANSFERINDO FORAS CORTANTES E MOMENTOS FLETORES

    REDUZIR AS TENSES NOS TRILHOS EM CONDIO DE SERVIO NAS REGIES DE JUNTA ONDE SO SUBMETIDOS A MAIORES SOLICITAES

    GARANTIR SEGURANA EM EVENTUAL RUPTURA DUPLA DE TRILHO NA REGIO DA JUNTA

  • BARRAS DE TRANSFERNCIA

  • MODELOS DE ANLISE ESTRUTURAL

    MODELO GERAL

    CARACTERSTICASTRILHOS CONTNUOSPASSAGEM DO TREM EM INMERAS POSIES E CONDIESANLISE LINEAR ESTADOS LIMITES LTIMOS E DE SERVIO NAS CONDIES NORMAIS DE UTILIZAO

    VERIFICAES

    VERIFICAO DA RESISTNCIA DA LAJE VERIFICAES DE FADIGA DAS ARMADURAS, DO CONCRETO VERIFICAES DE SERVIO ABERTURAS DE FISSURAS E DEFORMAES EXCESSIVAS

  • CARACTERSTICAS DOS ELEMENTOS DO MODELO GERAL

    ELEMENTOS DE LAJEELEMENTOS FINITOS DE PLACA DE FORMA QUADRILATERAL DE 43cm DE ESPESSURA E RIGIDEZ REDUZIDA A 40% DA INTEGRAL PARA SIMULAR FISSURAO EM ESTDIO II E EFEITOS DE FADIGA

    DIMENSES MDIAS:CERCA DE 20X20cm2 (FUNO DA DISTNCIA ENTRE FIXAES)

    REBAIXOS NAS LAJES PARA FUNCIONAMENTO DO BARRAMENTO DAS MQUINAS DE CHAVE ELEMENTOS DE MENOR ESPESSURA E COM SEU CG DESLOCADO SUA CORRETA POSIO POR MEIO DE OFFSETs

    ELEMENTOS DE TRILHOELEMENTOS DE BARRA, COM AS REAS, INRCIAS, E MDULO DE ELASTICIDADE EQUIVALENTES AOS REAIS

    CONTINUIDADE NAS JUNTAS

    DISTNCIA DE 45cm ACIMA DO EIXO DAS PLACAS = REAL BRAO DE ALAVANCA ENTRE O PONTO DE APLICAO DAS CARGAS DE TREM-TIPO E EIXO DA LAJE.

  • ELEMENTOS DE FIXAOBARRAS VERTICAIS DE 45cm DE ALTURA, COM REAS E INRCIAS DE RIGIDEZ EQUIVALENTE DAS FIXAES

    ELEMENTOS DE APOIOMOLAS COM OS COEFICIENTES ELSTICOS (HORIZONTAIS E VERTICAIS) FORNECIDOS PELO FABRICANTE DOS ISOAMORTECEDORESKVERT=6,630 KN/mm; KLONG= KTRANSV= 4,930 KN/mm

    ELEMENTOS DE BARRAS DE TRANSFERNCIABARRAS LONGITUDINAIS CUJA VINCULAO EM UMA EXTREMIDADE LIVRE TRANSLAO LONGITUDINAL E VINCULADA TRANSLAO TRANSVERSAL

    SOB CADA TRILHO ENTRE 8 38 mm E 12 38 mm, E NO MODELO, ADOTOU-SE UMA BARRA COM A SOMA DAS CARACTERSTICAS DE REA E INRCIA DO CONJUNTO.

    COMPORTAMENTO LINEAR

    CARACTERSTICAS DOS ELEMENTOS DOS MODELO GERAL

  • MODELO GERAL

    APLICAO DE CARGA DE TREM CORRENDO EM DIVERSAS POSIES AO LONGO DAS VIAS:

    1 trem-tipo na via corrida 1 sem fora centrifuga, com choque lateral com e sem frenagem;1 trem-tipo na via corrida 2 sem fora centrifuga, com choque lateral com e sem frenagem;2 trens-tipos simultneos nas vias corrida 1 e 2 sem fora centrifuga, com choque lateral com e sem frenagem;1 trem-tipo na via desviada com fora centrfuga, sem choque lateral, com e sem frenagem.

  • VISTA DE UMA REGIO DO MODELO GERAL

  • EXEMPLO DE UMA REGIO DO MODELO COM UMA DAS CARGAS DE TREM TIPO NA VIA DESVIADA

  • ESFOROS MODELO GERAL

    Exemplo de Envoltria de momentos longitudinais mximos M11 (kNm/m)

  • DESLOCAMENTOS MODELO GERAL

    Exemplo de deformada para um dos casos de carregamento com trem tipo na via desviada - (mm)

  • MODELO LOCALIZADO

    CARACTERSTICASTRILHOS DESCONTINUOS NAS JUNTAS e APLICAO DE VARIAO DA TEMPERATURA NOS TRILHOS PARA VERIFICAO DE EVENTO EXCEPCIONALTRILHOS CONTNUOS NAS JUNTAS PARA FADIGA DAS BARRAS DE TRANSFERNCIAAPENAS UM CARREGAMENTO NA POSIO DESFAVORVELANLISE NO LINEAR GAP NAS BARRAS DE TRANSFERNCIAMAIOR DISCRETIZAO DOS ELEMENTOS DE MEF - REGIES DE JUNTAS

    VERIFICAES REFOROS NAS ARMADURAS DE BORDA VERIFICAAO DA RESISTNCIA DAS BARRAS DE TRANSFERNCIAVERIFICAO DA FADIGA DAS BARRAS DE TRANSFERNCIA CLCULO DA FRETAGEM DAS BARRAS DE TRANSFERNCIA

  • MODELO LOCALIZADO ANLISE DE EVENTO EXCEPCIONAL TRILHOS DESCONTINUADOS NAS JUNTAS

  • CARACTERSTICAS DOS ELEMENTOS DO MODELO LOCALIZADO

    ELEMENTOS DE BARRAS DE TRANSFERNCIA

    BARRAS LONGITUDINAIS CUJA VINCULAO EM UMA EXTREMIDADE LIVRE TRANSLAO LONGITUDINAL E VINCULADA TRANSLAO TRANSVERSAL COM UM GAP, EM FUNO DA ESPESSURA DO PAPEL KRAFT ESPECIFICADO EM PROJETO A SER VENCIDO ANTES DO INCIO DA TRANSMISSO DE ESFOROS ENTRE AS LAJES ADJACENTES.LADO ESQUERDO TOTALMENTE VINCULADOLADO DIREITO - 2 LINKS VERTICAIS COM COMPORTAMENTO NO LINEAR

    Concreto

    "Gap"

    Concreto

    Barra de aoe e

    folga

    folga

  • ESFOROS MODELO LOCALIZADO

    Exemplo de Envoltria de momentos transversais mnimos ruptura de trilho - M22 (kNm/m)

  • VERIFICAES

    RESISTNCIA (ELU)

    LAJE teoria clssica de concreto armado, segundo a NBR-6118/2007 resultados do modelo geral Wood&Armer

    RESISTNCIA (ELU) Evento Excepcional Ruptura dupla de trilhos

    LAJE teoria clssica de concreto armado, segundo a NBR-6118/2007 resultados do modelo localizado reforos na laje nas regies de junta

    BARRAS DE TRANSFERNCIA modelo localizado trilhos rompidos

    1**

    rdA

    V

    rdW

    M

    2

    *3,0

    1 a

    fy

    a

    fyrdrd

  • VERIFICAES

    FADIGA

    AO E CONCRETO - Em Estdio II, com h=10, segundo NBR-6118/2007 resultados do modelo geral

    BARRAS DE TRANSFERNCIA resultados do modelo localizado com trilhos contnuos

    ANLISE DE DESEMPENHO EM SERVIO - MODELO GERAL

    DEFORMAES Anlise qualitativa, secundria, pois a estabilidade da via permanente objeto de projeto especfico.

    ABERTURA DE FISSURAS - Em Estdio II, com h=15, e limitao de abertura a 0,30mm.

  • FRETAGEM DAS BTs

    23,5 c1

    V L1=1,7.

    M

    Rcc

    Z

    L2=L-L1

    Ast nec = 0,3 x Rcc/fyd

  • VERIFICAES ADICIONAIS

    CHUMBADORES Segundo o anexo D do ACI 318R-08.RUPTURA A TRAO, CISALHAMENTO LONGITUDINAL E TRANSVERSALDISTNCIA MNIMA AO ISOAMORTECEDOR Garantir o estabelecimento do tronco de cone de arrancamento e o comportamento uniforme das tenses.

    PUNO NA LAJE Em torno de isoamortecedores prximos s bordas da laje Normalmente no limitante.

    2,59 3,56 2,59 13,0113,01

    12,25 tf12,25 tf

    1,08 tf 1,08 tf 1,08 tf 1,08 tf

    12,25 tf12,25 tf

    kvd=23 kN/mmkld=39 kN/mm

    Trilho UIC60

    Apoio BWG

    M27x3

    Chumbador

    hef =

    17cm

    Parafuso

    F

    Superfcie

    de ruptura

    ~35

    Concreto

    1,5 x hef = 25,5cm

    41,3

    35.1

    38.9

    43.0

  • PARTICULARIDADES

    DISCRETIZAO DA MALHA MAIS REFINADA DEVIDO DISTNCIA ENTRE AS FIXAES

    ANLISE NO LINEAR DAS BARRAS DE TRANSFERNCIA ANLISES LINEARES RESULTAM PICOS DE IRREAIS ESFOROS

    FADIGA DOS ISOAMORTECEDORES SOB AO DE CARGAS VERTICAIS CCLICAS FUNO DOS DESLOCAMENTOS HORIZONTAIS CONCOMITANTES- ANLISE DE MODELO PARTICULAR SOBRE MOLAS DE COMPORTAMENTO ELASTO-PLSTICO NA DIREO HORIZONTAL POR ESCORREGAMENTO

    OS EFEITOS DE RETRAO E DAS CARGAS DINMICAS CAUSAM FISSURAS RADIAIS AO REDOR DOS ISOAMORTECEDORES OBSERVADAS EM LAJES J EM OPERAO OPTOU-SE POR DETALHAR ARMADURAS DE COSTURA PARA MELHOR DISTRIBUIO DE TAIS FISSURAS.

  • A laje concreada sobre uma manta para facilitar o seu descolamento

  • Detalhe do cilindro metlico no qual a mola inserida

  • ARMADURA DE COSTURA DAS FISSURAS RADIAIS

  • Para correta locao dos chumbadores das fixaes, o AMV montado sobre a laje

    antes da concretagem

  • Junta entre laje do AMV a concretar e

    laje da via corrida j concretada

  • Nicho na regio da barra de transferncia somente concretado aps o levantamento da laje.

  • Laje concretada acesso s molas pelas tampas dos cilindros na face superior