APARELHOS DE APOIOProf. Ralf Klein, M.Eng. Aparelhos de apoio SUMÁRIO 1) 2) 3) Pontes - Eng.Civil - Prof. Ralf Klein 4) 5) 6) Introdução Aparelhos de vinculação rígida Aparelhos de vinculação flexível Concepção da vinculação das pontes Dimensionamento de aparelhos de apoio elastoméricos Referências Aparelhos de apoio INTRODUÇÃO Pontes - Eng.Civil - Prof. Ralf Klein No caso das pontes em viga, que constituem a grande maioria das obras executadas, o cálculo da estrutura é usualmente dividido em superestrutura de uma lado e meso e infraestrutura de outro. A superestrutura é assimilada a uma ou mais vigas articuladas nos apoios através de aparelhos de apoio. Desenho esquemático com indicação das principais partes de uma ponte em viga. (Stucchi, 1999) Ralf Klein Os aparelhos de apoio são peças de transição entre os vigamentos principais e os pilares ou encontros.Aparelhos de apoio INTRODUÇÃO Pontes .Civil . Os aparelhos de apoio tem a função de transmitir as reações de apoio permitindo os movimentos das vigas.Prof. .Eng. É importante prever maneiras de substituir os aparelhos de apoio. . Ralf Klein São aparelhos com os quais a superestrutura é rigidamente vinculada a mesoestrutura relativamente a alguns movimentos e.Civil . Aparelhos de vinculação flexível. a sua rigidez): Aparelhos de vinculação rígida.Aparelhos de apoio INTRODUÇÃO Classificação dos aparelhos de apoio (seg. Aparelhos de vinculação flexível No caso dos aparelhos de vinculação flexível a superestrutura é vinculada elasticamente à mesoestrutura devido ao fato dos aparelhos de apoio serem feitos de elastômeros (borrachas sintéticas). Aparelhos de vinculação rígida Pontes .Eng.Prof. praticamente livre relativamente a outros movimentos. Superfícies revestidas com teflon – inox. Ralf Klein Superfície cilíndrica ou esférica para permitir o giro. Superfícies planas para permitir os deslocamentos.APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Aparelhos de apoio metálicos. Pontes . Aparelho de apoio metálico (Profip.Prof. 2008) .Civil .Eng. ) Aparelho de apoio metálico que permite rotações em torno de qualquer eixo e deslocamentos em uma única direção (Profip.APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Pontes .Prof.Civil . 2008) . Ralf Klein Aparelhos de apoio metálicos (cont.Eng. Prof.Eng.APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Aparelhos de apoio de elastômero cintado. ALVES. Fonte: MENDES. O elastômero quando sujeito a forças de compressão elevadas comporta-se similarmente a um líquido. Pontes .Civil . . PUGA. 2010. Ralf Klein Constituídos de um vaso (panela) metálico preenchido com um disco elastomérico e um pistão (tampa) no topo. 2010. Fonte: MENDES.Eng.Prof. Representação do estado múltiplo de tensões de compressão numa articulação Freyssinet. o concreto na região estrangulada fica submetido a elevadas tensões em estado múltiplo de compressão. O concreto plastificado permite rotações significativas. ALVES. PUGA.APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Articulação Freyssinet Pontes .Civil . . Ralf Klein Idealizada por Freyssinet. APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Articulação Freyssinet (cont. Concreto da lâmina se plastifica permitindo pequenas rotações da peça apoiada. . Rótulas de concreto podem absorver forças horizontais até 25% da força normal atuante.) Largura: 10 a 20cm Altura: ≅ 2cm Concreto de fck ≥ 25 MPa Lâmina de concreto apresenta resistência superior ao do concreto utilizado devido ao efeito do cintamento propiciado pelas massas de concreto junto à lâmina. Rótula de concreto (articulação Freyssinet) .) 3.Prof.Eng. Ralf Klein Articulação Freyssinet (cont.3.APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Pontes .Civil . Prof.Civil .APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Pontes . 1988). . Ralf Klein Pêndulos e rolos Apoios móveis (Pfeil.Eng. Ralf Klein Pêndulos e rolos (cont.Eng.Civil . 2004).) Apoios móveis (DNIT.APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Pontes . .Prof. Civil . Ralf Klein APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Viga do edifício do MASP suportada por um apoio tipo pêndulo e uma articulação Freyssinet (Vasconcelos. 1992).Prof.Eng.Pontes . . APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Pontes .Civil .Prof. Ralf Klein Articulação metálica Rótula metálica .Eng. Civil . Ralf Klein Articulação metálica (cont.APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Pontes .) Articulação metálica .Eng.Prof. Prof. Ralf Klein Articulação metálica (cont.Civil .) Ginásio de esportes de Barueri. SP Articulação metálica .Eng.APARELHOS DE VINCULAÇÃO RÍGIDA Pontes . (b) fretado. (Pfeil. Esta fretagem melhora o desempenho do aparelho em especial com relação as deformações verticais que são bem menores nos fretados. 1990) .Prof.Eng. Aparelho de apoio elastomérico: (a) não fretado. Ralf Klein Em estruturas de pontes é usual a utilização de aparelhos de apoio elastoméricos fretados que intercalam placas de elastômero e de aço. Pontes .APARELHOS DE VINCULAÇÃO FLEXÍVEL Aparelhos de vinculação flexível No caso dos aparelhos de vinculação flexível a superestrutura é vinculada elasticamente à mesoestrutura devido ao fato dos aparelhos de apoio serem feitos de elastômero (borracha sintética).Civil . Eng.Prof. Assim.) Pontes .Civil . Aparelho de apoio elastomérico fretado. . é importante prever maneiras de substituir estes aparelhos de apoio. Ralf Klein A característica negativa dos aparelhos de apoio elastoméricos é a menor durabilidade destes relativamente à durabilidade das estruturas.APARELHOS DE VINCULAÇÃO FLEXÍVEL Aparelhos de vinculação flexível (cont. Gn = En / 2 (1 + ν) ≅ 1 MPa Resistência à compressão do neoprene. Ralf Klein Propriedades mecânicas do neoprene.Prof.Eng. En ≅ 3 MPa Coeficiente de Poisson do neoprene.5 Módulo de elasticidade transversal do neoprene. f cn ≅ 12 MPa .DIMENSIONAMENTO DE APARELHOS ELASTOMÉRICOS Pontes . ν ≅ 0.Civil . Módulo de elasticidade (longitudinal) do neoprene. Civil .adm ≅ 15 MPa .) As chapas de fretagem reduzem bastante as deformações transversais aumentando assim.DIMENSIONAMENTO DE APARELHOS ELASTOMÉRICOS Pontes . obtida por ocasião da fabricação do aparelho (vulcanização). a rigidez e a resistência à compressão dos aparelhos de apoio fretados. É necessário dispor de uma boa ligação elastômero x aço (atrito + adesão). Ralf Klein Propriedades mecânicas do neoprene fretado (cont. Módulo de elasticidade (longitudinal) do elastômero fretado.Eng.Prof. fcf ≅ 60 a 80 MPa Tensão de compressão admissível do elastômero fretado. Ef ≅ 200 a 500 MPa Resistência à compressão do elastômero fretado. σcf. Civil .DIMENSIONAMENTO DE APARELHOS ELASTOMÉRICOS Pontes . Ralf Klein Propriedades mecânicas do neoprene fretado (cont.) .Prof.Eng. CONCEPÇÃO DA VINCULAÇÃO Pontes . Ralf Klein O sistema de apoio das pontes em viga pode ser concebido: a) Com aparelhos de vinculação rígida. b) Com aparelhos de vinculação flexível.Civil . De aplicação frequente em obras de menor custo.Prof. .Eng. Usualmente utilizados em obras de maior porte. Prof. .Civil .Eng. Ralf Klein a) Com aparelhos de vinculação rígida Devido a rigidez da vinculação proporcionada pelos aparelhos de vinculação rígida é preciso cuidado para não impedir deformações inevitáveis como as decorrentes da variação de temperatura e devido a retração e deformação imediata e lenta de protensão.CONCEPÇÃO DA VINCULAÇÃO Pontes . Eng.Prof.Civil . para uma obra contínua com quatro apoios devemos observar: Não fixar mais que um ponto numa dada direção. Não vai a totalidade da força devido ao atrito nos outros apoios. Distribuição ortogonal dos aparelhos de apoio na ponte (Stucchi.CONCEPÇÃO DA VINCULAÇÃO a) Com aparelhos de vinculação rígida (cont. Pontes . 1999) Articulação fixa Articulação móvel unidirecional Articulação móvel multidirecional . Ralf Klein Quase todo o esforço horizontal longitudinal aplicado à estrutura vai para os apoios em A.) Por exemplo. CONCEPÇÃO DA VINCULAÇÃO a) Com aparelhos de vinculação rígida (cont.) Pontes .Eng. Ralf Klein Para uma ponte em curva pode-se utilizar. por exemplo.Civil . 1999) Articulação fixa Articulação móvel unidirecional Articulação móvel multidirecional . o sistema de distribuição polar para os aparelhos de vinculação rígida.Prof. Distribuição polar dos aparelhos de apoio na ponte (Stucchi. Ralf Klein b) Com aparelhos de vinculação flexível Com os aparelhos de vinculação flexível a liberdade de concepção é maior devido ao fato de se poder dosar a rigidez dos aparelhos de apoio. pode-se direcionar os esforços aos apoios na proporção que se deseja.Civil . . Assim.Eng.Prof.CONCEPÇÃO DA VINCULAÇÃO Pontes . A rigidez dos aparelhos de apoio flexíveis pode ser dosada através de suas geometrias. Vista longitudinal da ponte apoiada em A. 1999) . C e D (Stucchi. Pontes .CONCEPÇÃO DA VINCULAÇÃO b) Com aparelhos de vinculação flexível (cont.Prof. Ralf Klein Isso pode ser viabilizado prevendo-se para B e C apoios suficientemente flexíveis em relação aos previstos para A e D. para a obra contínua com quatro apoios (ex.Civil . B.) Por exemplo.Eng. anterior) teríamos: Pelo fato dos pilares em B e C serem altos é conveniente reduzir ao máximo os esforços horizontais nesses apoios. Ralf Klein É após definir os aparelhos em A e D que se devem definir aqueles para B e C. Pontes . 1999) .Eng.) A escolha dos aparelhos em A e D. de modo que os apoios em B e C resultem mais flexíveis que os de A e D. porém. Vista longitudinal da ponte apoiada em A.Civil . deve levar em conta que estes não sejam excessivamente rígidos para que as deformações decorrentes da variação de temperatura.CONCEPÇÃO DA VINCULAÇÃO b) Com aparelhos de vinculação flexível (cont. retração e protensão não gerem esforços excessivos nesses encontros. C e D (Stucchi.Prof. B. Catálogo: . apoios. MASON. Pontes e grandes estruturas. 2008. São Paulo. PROFIP. Pontes . Fernando Rebouças.Aparelhos de apoio REFERÊNCIAS FREITAS.2. 4ªed. 1999. 1990. 1977. Pontes em concreto armado: mesoestrutura. infraestrutura. vol. . 2001. Walter. São Paulo: Edgard Blücher. Notas de aula da disciplina.Eng.Prof. Infra-estrutura de pontes de vigas. Rio de Janeiro: LTC. Moacyr. STUCCHI. São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Pontes em concreto armado e protendido. Ralf Klein PFEIL. Jaime.Civil . Rio de Janeiro: LTC.