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PROJETO DE G.A.P.

TOPOGRAFIA 2007 PROF. Hiroshi Paulo Yoshizane. PROJETO DE G.A.P. CESET - UNICAMP 2007. TOPOGRAFIA APLICADA. hiroshiy@ceset.unicamp.br hiroshi55@itelefonica.com.br. 645. 640. 635. Estacas. 1. 3. 5. 0. 2. 4. 6. Cotas . Projeto. PERFIL do TERRENO. Altitudes. 1:100.

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Presentation Transcript

  1. TOPOGRAFIA 2007 PROF. Hiroshi Paulo Yoshizane PROJETO DE G.A.P. CESET - UNICAMP 2007 TOPOGRAFIA APLICADA hiroshiy@ceset.unicamp.br hiroshi55@itelefonica.com.br

  2. 645 640 635 Estacas 1 3 5 0 2 4 6 Cotas Projeto PERFIL do TERRENO Altitudes 1:100 GREIDE ¨I¨ Distâncias 1:1.000

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

  4. 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 comosendo a máxima vazão ocorrida na condiçãofisiográfica 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 = 0,50Válida 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. 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. BOCA DE LOBO OU LEÃO Equipamentos coletores e protetores Plantio de árvore errado Grade móvel para inspeção

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

  15. BOCA DE LOBO OU LEÃO 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 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. VELOCIDADE DE FLUXO importantíssimo saber VELOCIDADE MÁXIMA: 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 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 1/100 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. 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 ) AmD ² /8 ( - sen  )1 = = (  - sen  ) Ap.D²2 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/2então := 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 = Rhpleno D sen  Rh = 1- 4 Rh D/4 (1-sen/) = Rh plenoD/4 Rh = (1-sen /).Rh pleno

  30. PROCEDIMENTO ANALÍTICO ( PASSO À PASSO ) TRIGONOMETRIA APLICADA À HIDRÁULICA DE CANAIS CIRCULARES: Relação velocidade e velocidade plena V11/2 1 = R . I0= I0(D/4) . (1-sen/) VPlenan 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 V1/n.(D/4) . I0 . (1-sen/) = VPlena1/n . (D/4) . I0 1/2 2/3 Vsen = 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/QPlena A I0 D D sen Q= R . I0 = Q= ( - sen ) (1- ) n n 8 4  1/2 2 2/3 1/2 2/3

  32. PARA MEIA SEÇÃOy = 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 = 0,1963/1,5708 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 0,013 0,1963 2/3 1/2 Q1/100 = x 0,125 x 1/100 = 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. DIÂMETRO DO TUBO DIDÁTICAMENTE VAMOS DEFINIR ADOTAREMOS Ø = 0,60m TIPO C2 ¨TUBO DE CONCRETO ARMADO¨

  41. 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 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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