COBERTURA MINEIRÃO SOLUÇÃO INTEGRADA CONCRETO … · • Euler de Oliveira Guerra, M.Sc. – Engserj – Prof. Adjunto PUC Minas • Filipe Moreira Guedes , Engenheiro – Engserj

COBERTURA MINEIRÃO –

SOLUÇÃO INTEGRADA CONCRETO-AÇO

COBERTURA MINEIRÃO – SOLUÇÃO

INTEGRADA CONCRETO-AÇO

AUTORES da concepção básica do projeto:

• Aécio Freitas Lira ,Ph.D.– Consultor Engserj – Prof. Aposentado da E.E.UFMG

• Afonso Henrique Mascarenhas de Araújo, Chief Expert - Vallourec-Mannesmann do Brasil

• Antonio Sérgio Rezende, Especialista – Diretor Presidente Engserj

• Euler de Oliveira Guerra, M.Sc. – Engserj – Prof. Adjunto PUC Minas

• Filipe Moreira Guedes , Engenheiro – Engserj – Modelagens numéricas

Desenvolvimento do projeto: ENGSERJ LTDA

Execução : Consórcio Construtor Nova Arena BH

Fornecimento dos tubos: Vallourec-Mannesmann do Brasil

Fabricação e montagem da estrutura de aço: FORTE METAL



Balanço atual: 29m Balanço futuro: 55m



Balanço adicional: 26m estrutura tubular circular Cobertura: membrana 1.2kgf/m2



IDÉIA CENTRAL DA SOLUÇÃO ESTRUTURAL:

A estrutura de concreto armado existente ao incorporar a nova cobertura e os

respectivos carregamentos não deve apresentar esforços que reduzam os

coeficientes de segurança significativamente, mantendo-os sempre acima dos

valores normativos.

SOLUÇÃO INOVADORA DE ENGENHARIA EM ESTRUTURA MISTA:

Ampliação da cobertura em 26m, possibilitando que as demais intervenções no

estádio ocorram de forma simultânea com a implantação da nova cobertura

viabilizando o cronograma da obra e principalmente a execução do novo gramado

tendo em vista a realização da Copa das Confederações em junho de 2013.



DESENVOLVIMENTO DO PROJETO:

• Levantamento topográfico da estrutura existente.

• Determinação do módulo de elasticidade e resistência à compressão do concreto.

• Análise dinâmica linear da arquibancada superior e vigamento da cobertura.

• Análise das acelerações da extremidade da arquibancada superior e instalação de

absorvedores dinâmicos (TMD) de vibração.

• Ensaio em túnel de vento: ações estáticas e dinâmicas.

• Análise estática não-linear considerando todas as etapas construtivas.

• Aplicação dos esforços estáticos provenientes das membranas na estrutura de aço.

• Análise estática da estrutura de aço da nova cobertura.

• Determinação de reforços na estrutura de concreto devido

à atuação da nova cobertura.



LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO DA ESTRUTURA EXISTENTE

24 SETORES COM 4 PÓRTICOS E 4 SETORES COM 5 PÓRTICOS



ESTRUTURA EXISTENTE



CURIOSIDADE: PROVA DE CARGA EM 1965



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COMPONENTES DA SOLUÇÃO ESTRUTURAL



CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO EXISTENTE

• fCK = 38.4 MPa (resistência média dos ensaios atuais)

• fCK = 18.0 MPa (resistência do projeto em 1964)

• Módulo de elasticidade: 28.2 GPa determinado pela ABNT NBR 8522:1984



ANÁLISE DINÂMICA LINEAR DA ARQUIBANCADA SUPERIOR

E VIGA DE COBERTURA

• Recomendação do National Building Code of Canada para acelarações de pico

em estádios de futebol é de 4% a 7% de g.

• A análise da resposta dinâmica (time history) obteve-se a aceleração 95.3cm/s2

correspondente a 9.7% de g, superior aos limites anteriores.

• O monitoramento das vibrações realizado em 1993 revelou aceleração 10% de g

próximo do valor analítico na extremidade do balanço da arquibancada. Estas

medições foram confirmadas em 2010 durante jogos do campeonato brasileiro.

• Solução adotada: uso de absorvedores dinâmicos de vibrações (TMD – Tuned Mass

Damper) que atenuam vibrações do primeiro modo vertical de vibração do balanço.

• Quando a estrutura passa a vibrar fortemente, o TMD passa a vibrar também

dissipando parte significativa da energia.

• O TMD instalado atenua 76% da primeira freqüência da estrutura.



TMD INSTALADO NA EXTREMIDADE DA ARQUIBANCADA



ANÁLISE DA ESTRUTURA EM TÚNEL DE VENTO

LABORATÓRIO DE AERODINÂMICA DAS CONSTRUÇÕES - UFRGS



VISTA SUPERIOR DO MODELO REDUZIDO COM 428 TOMADAS DE PRESSÃO

ESCALA : 1 / 350



ÂNGULOS DE INCIDÊNCIA

DO VENTO A CADA 150



MAIOR PRESSÃO 60kgf/m2 PARA VENTO INCIDINDO A 1500



SUCÇÃO VARIÁVEL 67kgf/m2 a 123kgf/m2



ETAPAS CONSTRUTIVAS – ANÁLISE ESTÁTICA NÃO-LINEAR

• PREMISSA BÁSICA: o balanço adicional, em estrutura de aço, com comprimento

26m não poderá induzir na estrutura de concreto existente esforços que reduzam os

coeficientes de segurança significativamente, mantendo-os sempre acima dos valores

normativos.

• PROCEDIMENTOS PARA ALÍVIO DAS TENSÕES: protensão + macaqueamento



CORDOALHAS ENGRAXADAS DE PROTENSÃO + ANCORAGENS ATIVAS

PÓRTICOS INTERMEDIÁRIOS



ESTRUTURAS

DO MACAQUEAMENTO



MACACO PARA 150tf



ANCORAGEM PASSIVA NA EXTREMIDADE DO BALANÇO

PÓRTICO INTERMEDIÁRIO: 192tf - PÓRTICO JUNTA DILATAÇÃO: 96tf



ANCORAGEM PASSIVA + ARRANQUE DA CORDA SUPERIOR TRELIÇA BALANÇO



MOMENTO FLETOR: 2703tfm

PESO PRÓPRIO + SOBRECARGA +

VENTO NA CONFIGURAÇÃO ORIGINAL

DA ESTRUTURA DE CONCRETO


DEVIDO AO MACAQUEAMENTO

COM FORÇA DE 75tf



REFORÇO NA UNIÃO VIGA

COBERTURA COM PILAR EXTERNO

CONCRETAGEM PARCIAL

REFORÇO NA UNIÃO VIGA COBERTURA

COM PILAR EXTERNO CONCRETAGEM

FINAL



MÃO-FRANCESA + TIRANTE SOB A VIGA DA ARQUIBANCADA



FIXAÇÃO DAS TELIÇAS SOB AS VIGAS DA COBERTURA AINDA MACAQUEADAS



TRELIÇAS POSICIONADAS COM OS INSERTES DE AÇO



MOMENTO FLETOR: 1701tfm APÓS

CONCRETAGEM DO REFORÇO DE CANTO

E RETIRADA DO DO MACAQUEAMENTO


APÓS A INSTALAÇÃO DA

TRELIÇA EM BALANÇO + P.P.

MEMBRANA + VENTO +

SOBRECARGA NA MEMBRANA



GUINDASTE PARA 350tf IÇANDO TRELIÇAS FORA DA LAJE



MONTAGEM DA TRELIÇA FORA DO CONCRETO



MOMENTO FLETOR FINAL NA UNIÃO VIGA COBERTURA COM PILAR EXTERNO:

1688tfm APÓS A PERDA DE 12% POR RELAXAÇÃO DA PROTENSÃO

NA UNIÃO VIGA COM PILAR:

MOMENTO INICIAL 2703tfm

MOMENTO FINAL 1688tfm



PONTO CRÍTICO DA VIGA COBERTURA: INÍCIO DO REFORÇO DE CANTO

MOMENTO INICIAL: 1654tfm MOMENTO FINAL: 1823tfm

10%

ANÁLISE DESTA SEÇÃO REVELOU UM COEFICIENTE DE SEGURANÇA

SUPERIOR A 1.4



ANÁLISE ESTÁTICA DA ESTRUTURA DE AÇO TUBULAR

CARREGAMENTOS: • MEMBRANA 1.2kgf/m2

•SOBRECARGA NA MEMBRANA E LAJE CONCRETO 25kgf/m2

•VENTO PRESSÃO NA MEMBRANA 60kgf/m2

•VENTO SUCÇÃO NA MEMBRANA 67 a 123kgf/m2

• SOBRECARGA PASSARELA CIRCUNFERENCIAL 200kgf/m2

• TELÕES 10000kgf NOS SETORES 8 E 22

• SOBRECARGA ARQUIBANCADA 400kgf/m2

• GUARDA-CORPO BORDAS PASSARELA 20kgf/m

• VENTO COBERTURA CONCRETO 25kgf/m2



ETAPAS CONSTRUTIVAS:

ETAPA AÇÕES EXTERNAS / ETAPAS CONSTRUTIVAS

1

PESO PRÓPRIO ESTRUTURA EXISTENTE + SC COBERTURA CONCRETO + VENTO

PRESSÃO ESTRUTURA CONCRETO

2 PROTENSÃO ( 3 ETAPAS: 2 X 38.4tf + 19.2tf)

3 + 4 MACAQUEAMENTO 75tf ( 5 X 15tf)

5

PROTENSÃO TIRANTE + MÃO-FRANCESA (60tf PÓRTICO INTERMEDIÁRIO + 45tf PÓRTICO

JUNTA DILATAÇÃO)

6 REFORÇO DE CANTO + INSTALAÇÃO TRELIÇAS SOB A LAJE

7 RETIRADA DO MACAQUEAMENTO (3 DESCARGAS DE 25tf)

8

MONTAGEM TRELIÇA BALANÇO + PESO PRÓPRIO MEMBRANA + SC MEMBRANA + VENTO

PRESSÃO MEMBRANA

9 SOBRECARGA NAS CIRCULAÇÕES

10 RETIRADA DA SC NAS CIRCULAÇÕES + ACRÉSCIMO SC ARQUIBANCADA

11 PERDA DE 12% RELAXAÇÃO DA PROTENSÃO



DESLOCAMENTOS NA EXTREMIDADE DO BALANÇO DE CONCRETO

CONCLUSÃO: A POSIÇÃO FINAL DO BALANÇO SITUA-SE 6mm ABAIXO DA POSIÇÃO INICIAL

ETAPA PREVISÃO U3 mm) Ui+1 - Ui MEDIDA REAL (mm)

1 -250 0 -

2 -216 34 20

3 -128 88 32

4 -127 1 -

5 -127 0 -

6 -129 -2 -

7 -162 -33 -8

8 -244 -82 -

9 -244 0 -

10 -254 -10 -

11 -256 -2 -



DESLOCAMENTOS MEDIDOS NA EXTREMIDADE DO BALANÇO DE CONCRETO



REFORÇO FUNDAÇÃO PILAR INTERNO

ACRÉSCIMO DE 100tf – DUAS ESTACAS RAIZ



OBRIGADO PELA ATENÇÃO

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