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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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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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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

perfil do terreno

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

projeto de g a p3
PROJETO DE G.A.P.

Seqüência de Cálculos

1 passo
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

2 passo
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.

m todo anal tico
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.

slide7
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.

escoamento superficial
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.

2 passo10
2º Passo

Determinação hidrológica do escoamento:

3-Dimensionamento da caixa de entrada.

¨boca de lobo ou boca de leão¨

projeto de gap
PROJETO DE ¨GAP¨

Planta esquemática

sistemas de disposi o
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

boca de lobo ou le o
BOCA DE LOBO OU LEÃO

Equipamentos coletores e protetores

Plantio de árvore errado

Grade móvel

para inspeção

in cio da galeria
INÍCIO DA GALERIA

Caixa coletora selada sob meio fio ¨calçada¨

Vai para a galeria

boca de lobo ou le o15
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

hidr ulica de canais
HIDRÁULICA DE CANAIS

Para um melhor entendimento em estudos

projetos de drenagem, é imprescindível

revermos um pouco de hidráulica específica.

HIDRÁULICA DOS CONDUTOS LIVRES

aplica es e execu es
APLICAÇÕES E EXECUÇÕES

TIPOS DE SEÇÕES HIDRÁULICAS:

-SEÇÕES CIRCULARES.

-SEÇÕES QUADRADAS.

-SEÇÕES RETANGULARES.

-SEÇÕES TRIANGULARES.

-SEÇÕES TRAPEZOIDAIS.

-SEÇÕES ESPECIAIS:

-SIAMESES.

-MISTAS.

-OVÓIDES.

velocidade de fluxo
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¨.

velocidade de fluxo20
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.

velocidade de fluxo21
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.

velocidade de fluxo22
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

velocidade de fluxo23
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

bueiro canal circular
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.

slide25

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

procedimento anal tico passo passo
PROCEDIMENTO ANALÍTICO ( PASSO À PASSO )

TRIGONOMETRIA APLICADA À HIDRÁULICA DE CANAIS CIRCULARES:

slide27

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

procedimento anal tico passo passo28
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)

procedimento anal tico passo passo29
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

procedimento anal tico passo passo30
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

procedimento anal tico passo passo31
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

slide32

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)

vaz o para os diferentes tirantes e declividades
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:

hip teses cheio
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

slide35
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

c lculo das vaz es hazen willians
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.

c lculo das vaz es hazen willians37
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.

se es circulares particularidades
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.

trabalho em sala

TRABALHO EM SALA

DEFINIÇÃO

DA

GALERIA

di metro do tubo
DIÂMETRO DO TUBO

DIDÁTICAMENTE VAMOS DEFINIR

ADOTAREMOS Ø = 0,60m

TIPO C2 ¨TUBO DE CONCRETO ARMADO¨

espessura do ber o
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¨

slide42

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.

abertura de valas44
ABERTURA DE VALAS

RETROESCAVADEIRA

recomenda es de seguran a

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¨

abertura trapezoidal

ABERTURA TRAPEZOIDAL

VALA COM H > 1,0m

Folga de fundo

½ 

30°

Ideal = 45°

( custo ! )

Volume

de terra

recobrimento

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