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apresentação projeto de pesquisa

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on 12 August 2014

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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Análises Numéricas de Dutos Enterrados Sujeitos a Interações Longitudinais INTRODUÇÃO
REDISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES NO SOLO
DETERMINAÇÃO DA CARGA EM DUTOS ENTERRADOS INTRODUÇÃO REDISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES NO SOLO CLASSIFICAÇÃO DOS DUTOS ENTERRADOS REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Discente: Lucas Moraes Quanto à Rigidez Quanto à Forma Quanto ao Material Arqueamento dos Solos DETERMINAÇÃO DA CARGA EM DUTOS ENTERRADOS Os processos utilizados no cálculo de cargas verticais em dutos enterrados foram primeiramente desenvolvidos por Marston em 1913, e complementados por Spangler em 1950. peso próprio do solo de cobertura sobrecargas aplicadas sobre a superfície do aterro, podendo estas serem estáticas ou móveis, ou ainda concentradas ou distribuídas Quanto a Forma Construtiva Modelos físicos Métodos analíticos Métodos numéricos A despeito do grande progresso alcançado ao longo do último século sobre os mais diversos aspectos na área de dutos enterrados, pouquíssima atenção tem sido dispensada ao comportamento longitudinal dessas estruturas, como vem sendo alertado ao longo das últimas décadas (Poulos 1974, Prevost e Kienow 1994, Costa 2005). Em vala com paredes verticais, em vala com paredes escalanodas e em vala com paredes inclinadas respectivamente, adaptado de Bueno (2012) Em saliência positiva e saliência negativa respectivamente, adaptado de Bueno (2012) Aço, cerâmica, concreto, ferro fundido, plástico, fibra de vidro e cimento amianto são os materiais mais comumente empregados na fabricação de dutos utilizados em obras civis. Dutos na forma cilíndrica, trapezoidal, em arco, elíptica ou ovoide (MARSTON, 1930). Principais tipos e propriedades de materiais utilizados como condutos, adaptada Young e Trott (1984) Um duto é considerado rígido se possuir rigidez estrutural suficiente para sustentar por si só as cargas que lhe são impostas, sejam elas provenientes do peso próprio do solo de cobertura, sejam oriundas de carregamentos externos. Por outro lado, duto flexível é aquele que depende de sua interação como o solo envolvente para suportar o carregamento aplicado. Uma classificação mais consistente quanto à rigidez estrutural foi introduzida por Allgood e Takahashi (1927) e aperfeiçoada por Gumbel et al. (1982). Consideravam a rigidez da seção transversal do duto e do meio circundante como elemento classificador Estes autores definiram a rigidez do duto como: E a rigidez do solo como: O duto será avaliado como rígido se a rigidez de sua seção transversal for superior à do solo circundante e flexível se for muito inferior. Esta comparação é feita por um índice denominado rigidez relativa Classificação quanto à rigidez relativa, segundo Gumbel et al. (1982) O dimensionamento de dutos enterrados está entre os problemas em que um projeto seguro depende do entendimento do processo de iteração que se estabelece entre o solo circundante e a estrutura (BUENO e COSTA, 2012). O arqueamento do solo é um dos principais fenômenos relacionados ao estudo do comportamento mecânico de estruturas enterradas. Seu estudo foi iniciado em 1845 com a teoria de Jansen aplicada a silos. Posteriormente, em 1913, Marston e Anderson definiram equações para o cálculo da carga atuante em estruturas enterradas em vala já levando em conta a atuação do arqueamento utilizando esta mesma teoria. Princípio do Comportamento das Cargas sobre dutos enterrados Rígidos e Flexíveis, segundo a descrição de Spangler, 1948. DUTOS RÍGIDOS Os dutos rígidos são dotados de parede suficientemente espessa, de forma a garantir uma rigidez à flexão capaz de resistir aos momentos fletores despertados por efeito de seu peso próprio, do peso do solo de cobertura e de eventuais sobrecargas.

Carga de ruptura (Fr):

Fr= (Fv . FS)/ Fc

Onde: Fv – Carga externa de projeto

FS – Fator de segurança

Fc – Fator de carga DUTOS EM VALA A tensão vertical atuante em duto em vala pressupõe que sempre ocorre arqueamento positivo (isso em função do solo de reaterro da vala recalcar mais do que o solo natural constituinte das paredes da vala). Método de Marston-Spangler

A tensão vertical que atua sobre o topo do duto é dada por: DUTOS FLEXÍVEIS Os dutos flexíveis precisam interagir fortemente com o solo adjacente para adquirir condições de suportar os esforços externos. Em razão da sua alta flexibilidade, o duto sofre uma ovalização, com isso a resistência passiva do solo lateral é mobilizada e age no sentido de impedir maiores deflexões horizontais (BUENO e COSTA, 2012).

Modos de ruptura de dutos flexíveis:

Deflexão excessiva
Flambagem elástica
Plastificação da parede FÓRMULA DE IOWA
É a contribuição mais difundida para a estimativa de deflexões em dutos flexíveis, desenvolvida por Spangler (1941) a partir de uma série de ensaios em verdadeira grandeza. A máxima tensão desenvolve-se na linha d’água. A reação vertical na base do duto é distribuída uniformemente em uma largura de apoio determinada pelo ângulo de berço. As pesquisas disponíveis até o presente sobre o comportamento tridimensional de dutos enterrados permanecem escassas e muitos aspectos da interação longitudinal de dutos enterrados necessitam de maiores esclarecimentos. De Forma a preencher essa lacuna, Costa (2005) desenvolveu um estudo experimental abrangente sobre o assunto através de modelos físicos em escala reduzida, incluindo ensaios em centrífuga. A pesquisa foi desenvolvida com base em dois programas de ensaios distintos. O primeiro programa contou com ensaios com modelos dotados de instrumental capaz de medir as deflexões e as deformações ao longo do tubo e variações de tensões no maciço de solo circundante (Laboratório de Geossintéticos da EESC/USP). O segundo grupo de testes foi conduzido com o objetivo de avaliar visualmente os mecanismos de ruptura decorrentes da interação solo-tubo quando este último sofre recalque localizado (Universidade do Colorado em Boulder, EUA). Na área geotécnica a introdução do MEF (Método dos Elementos Finitos) deveu-se a CLOUGH e WOODWARD (1967) que analisaram as tensões e os deslocamentos de um maciço compactado de uma barragem. O MEF tornou-se viável para a análise de condutos enterrados pois possibilita a consideração de solos de diferentes tipos e densidades, diversas e complexas condições de carregamento,
variação de tamanho e rigidez dos dutos, e acima de tudo permite levar em conta a seqüência de execução, sendo muito útil principalmente quando combinados com ensaios em laboratório (WATKINS, 1999). Previsão da Carga Transmitida a Dutos Enterrados Utilizando Métodos Analíticos e Numéricos (Cobramseg 2012) O presente trabalho faz uso do programa computacional PLAXIS 2D para simular o processo de instalação de duto rígido numa trincheira sujeito à atuação da carga móvel de um veículo na superfície. Observa-se razoável semelhança entre os resultados analítico e numérico, com exceção da zona próxima ao duto. As diferenças entre os perfis de tensão horizontal e cisalhante, na região da trincheira, foram atribuídas à influência da rigidez do duto, a qual não é levada em consideração no cálculo analítico.
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