REL 100 M

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SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
PROJETO PADRÃO – Nº 10.04.100/0 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO 
Capacidade nominal: 100 m³ 
VOLUME III: Projeto Executivo 
Março/2019 
 
 
 
COMPANHIA DE SANEAMENTO DE MINAS GERAIS 
 
PADRÃO 10.04.100/0 
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO 
V = 100 m³ 
 
CONTRATO: 4600025986 
 
RESUMO: 
Projeto Executivo do Reservatório Elevado Metálico, capacidade nominal de 100 m³. 
 
 
3 Mar/2019 B Revisão Geral J. Ricardo Gizelda Gizelda COPASA 
2 Dez/2015 B Revisão José Ricardo Gizelda Gizelda COPASA 
1 Jul/2013 B Revisão Geral José Alfredo Gizelda Gizelda COPASA 
0 Ago/2010 C Emissão Inicial José Alfredo Gizelda Gizelda COPASA 
VER DATA TIPO DESCRIÇÃO POR VERIFICADO AUTORIZADO APROVADO 
EMISSÕES 
TIPOS 
A - PARA APROVAÇÃO C - ORIGINAL 
B - REVISÃO D - CÓPIA 
PROJETISTA: 
 
OLIVEIRA E MARQUES ENGENHARIA 
 
AV. PRUDENTE DE MORAIS 621, SL. 501/502 – TEL/FAX (31) 3309-8367 
SANTO ANTÔNIO – CEP 30.380-000 – BELO HORIZONTE–MG 
e-mail: contato@oemengenharia.com.br 
 
 
 
EQUIPE TÉCNICA: 
Engª Gizelda de Melo Machado 
Engº José Alfredo Carneiro dos Santos 
 
VOLUME: 
VOLUME III – PROJETO EXECUTIVO 
 
 
 
REFERÊNCIA: 
Março/2019 
Arquivo: 10041000-AA-ME-REL-M0100-MC-001-3.doc 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 100 m³ 
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SUMÁRIO 
O Projeto Padrão do Reservatório Elevado Metálico, capacidade nominal de 100 m³ é 
composto dos seguintes volumes: 
VOLUME I – Projeto Básico 
Memorial Descritivo e de Cálculos 
Desenhos 01/04 a 04/04 
VOLUME II – Projeto Elétrico 
Sistema Monofásico 
Memorial Descritivo 
Desenho 01/01 a 01/01 
VOLUME III – Projeto Executivo 
Memória de Cálculo 
Desenhos 01/04 a 04/04 
VOLUME IV – Especificações Técnicas 
Especificações de Obra 
VOLUME V – Orçamento 
Orçamento de Obras 
Lista de Composições 
Mapa de Coleta de Preços de Insumos 
Memória de Cálculo de Quantitativos 
 
 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 100 m³ 
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ÍNDICE 
1. APRESENTAÇÃO ........................................................................................................... 5 
2. MEMÓRIA DE CÁLCULO ............................................................................................... 6 
2.1 DIMENSIONAMENTO DAS ESTRUTURAS E CARGAS NA FUNDAÇÃO DO RESERVATÓRIO 6 
2.1.1 Definição do diâmetro da taça (Norma T.189/_) ................................................................... 6 
2.1.2 Dimensionamento da tampa ................................................................................................ 6 
2.1.3 Dimensionamento do Costado da taça, Cone e Fundo ......................................................... 8 
2.1.4 Dimensionamento dos esforços atuantes na Coluna e chapas de base ...............................12 
2.1.5 Dimensionamento da coluna base ......................................................................................17 
2.1.6 Dimensionamento da base metálica ....................................................................................19 
3. DESENHOS .................................................................................................................. 22 
 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 100 m³ 
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1. APRESENTAÇÃO 
O presente documento compreende o Projeto Executivo do Reservatório Elevado Metálico, 
capacidade nominal de 100 m³, Padrão COPASA 10.04.100/0, elaborado pela Oliveira e 
Marques Engenharia Ltda. para a COPASA, dentro do contrato de prestação de serviços 
número 4600025986. 
Todo o trabalho teve, em linhas gerais, as diretrizes preconizadas nas normas técnicas 
brasileiras e nas normas da COPASA. 
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2. MEMÓRIA DE CÁLCULO 
2.1 DIMENSIONAMENTO DAS ESTRUTURAS E CARGAS NA FUNDAÇÃO DO 
RESERVATÓRIO 
Reservatório Elevado Metálico (tipo taça sem água na coluna) - capacidade nominal de 100 m³: 
- Dimensões da taça: Øext 4.460 x 6.300 mm – Altura do Cone: 1.100 mm 
- Dimensões da coluna: Øext 2.220 x 10.000 mm – Altura Total: 17.400 mm 
- Peso próprio +acessórios: 8976 kgf 
- Peso do líquido estocado: 108000 kgf (Considerando Volume Total = 108m3) 
- Peso total: 115976 kgf 
2.1.1 Definição do diâmetro da taça (Norma T.189/_) 
mVD 30,4100357,1357,1 33 

 ................................................... (item 5.1 da Norma) 
V = Volume de projeto = 100m3 
2.1.2.1 Adotado o diâmetro de 4,46 metros, cujo desenvolvimento é 14 metros, evitando perda 
de materiais. 
2.1.2 Dimensionamento da tampa 
Para a tampa será adotado a espessura de 4.76 mm já incluído a sobre espessura para 
corrosão de 2 mm, ( item 5.6.1 da norma T-189/) Enrijecida com seis nervuras em perfis tipo U, 
fabricado de chapas dobradas. 
Peso próprio ........................................= 50 kgf/m2 
Sobrecarga de utilização....................= 100 kgf/m2 
 
Figura 1: Cargas na tampa 
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Consideração de cálculo, tampa engastada em todo o perímetro no costado 
 
 
Figura 2: Tensões atuantes na Tampa 
Conforme gráfico, a tensão máxima na tampa é de σ= 143.7 kgf /cm2, para a sobrecarga de 
100 kgf/m2 
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2.1.3 Dimensionamento do Costado da taça, Cone e Fundo 
 
Figura 3: Pressões Atuantes no Costado da Taça e Cone 
 
Cálculo das espessuras das chapas do costado da taça (conforme item 5.6 - T.189/_) 
Considerações: 
Sobre-espessura de corrosão ........................................................................................... 2 mm 
Chapas do costado: espessura do 1º ao 5º anel .......................................................... 4,75 mm 
Espessura do 6º anel-cone (1000 mm) ......................................................................... 6,35 mm 
Carga hidrostática (h) ........................................................................................................ 7,4 m 
Diâmetro da Taça (D) ...................................................................................................... 4,46 m 
Com E = 0,040 D (H – 0,3) + 2, obtém-se a tabela apresentada a seguir. 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 100 m³ 
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Anel H (m) E (mm) Espessura adotada 
(mm) 
1º 1,20 2,16 4,75 
2º 2,40 2,37 4,75 
3º 3,60 2,59 4,75 
4º 4,80 2,80 4,75 
5º 6,30 3,07 4,75 
6º (cone) 7,40 3,27 6,35 
 
2.1.3.1 Determinação da tensão máxima na chapa do costado 
 Tensão circunferencial – junta longitudinal (conforme ASME SEÇÃO XIII ) 
 e = (q x R / S x E – 0.6 x q) + C → Sproj. = 740 kgf/cm2 < 1200 kgf/cm2 OK 
 
 q = pressão atuante = 0.64 kgf/cm2 
 R = Raio interno do reservatório = 2225 mm 
 E = Eficiência de solda = 0.7 
 S = Tensão Admissível do aço , na temperatura de trabalho = 1200 kgf/cm2 
 C = Sobre espessura para corrosão = 2 mm 
Tensão Longitudinal – junta circunferencial 
 e = (q x R / 2 xS x E – 0.4 x q) + C → Sproj. = 370 kgf/cm2 < 1200 kgf/cm2 OK 
 
 q = pressão atuante = 0.64 kgf/cm2 
 R = Raio interno do reservatório = 2225 mm 
 E = Eficiência de solda = 0.7 
 S = Tensão Admissível do aço, na temperatura de trabalho = 1200 kgf/cm2 
 C = Sobre espessura para corrosão = 2 mm 
 
 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 100 m³ 
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Figura 4: Tensões Atuantes no Costado 
Verificação através de elementos finitos, espessura de 4.76mm, a tensão máxima no costado é 
de σ= 900 kgf /cm2, para a pressão, peso da tampa e sobrecarga na tampa . 
2.1.3.2 Determinação das tensões nas chapas do Cone 
 
 
Figura 5: Tensões Atuantes no Cone 
 
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Figura 6: Tensões Atuantes na Chapa e Perfis de Reforço do Fundo do Cone 
Conforme gráfico, a tensão máxima no cone é de σ= 1500 kgf /cm2, para a pressão da água, 
peso do costado, peso da tampa mais sobrecarga na tampa. 
Para a chapa de fundo e perfis de reforço a tensão é de σ= 1400 kgf /cm2 . 
 
Figura 7: Deslocamento da Chapa de Fundo e Reforço do Cone 
Conforme indicado no gráfico, com o reforço na chapa de fundo com perfis cruzados, o 
deslocamento máximo é de 3,7 mm. 
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2.1.4 Dimensionamento dos esforços atuantes na Coluna e chapas de base 
 
Figura 8: Esquema do Reservatório de 50 m³ 
2.1.4.1 Cargas atuantes 
2.1.4.2 Peso próprio + Água 
 
- Tampo cônico + estrutura de reforço 
- chaparia = 588 kgf 
- estrutura de reforço = 117 kgf 
 Total = 705 kgf 
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- Costado 
4.46 x π x 0.005 x 7850 x 6.30 = 3465 kgf 
 
- Cone 
Peso do cone = 614 kgf 
 
- Fundo 
 Peso total = 387 kgf 
 
- Coluna 
Peso total da coluna= 2462 kgf 
 
- Escada de marinheiro 
 Peso = 617 kgf 
 
- Guarda corpo no teto 
 Peso total = 126 kgf 
 
- Acessórios 
Peso estimado = 600 kgf 
 
- Água 
Volume da parte cilíndrica 
4.45² x π/ 4 x 6.30 = 98 m³ 
Volume do cone 
V= 1/3 x π x 1.1 x [(2.225 + 1.110)² -(2.225 x 1.110) = 10 m³ 
Volume total = 108 m³ = 108000 kgf 
 
- Peso total da estrutura 
Pp = 705 + 3465 + 614 + 387 + 2462 + 617 + 126 + 600 = 8976 kgf 
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2.1.4.3 Forças devido ao vento 
 
Considerações conforme ( NBR 6123) 
V0 = velocidade característica do vento = 40 m/s ( região de Minas gerais) 
S1 = fator topográfico = 1.0 
S2 = Fator que depende da rugosidade do terreno, dimensões da estrutura e altura sobre o 
terreno. 
Categoria II, classe A 
S2 = 1.05, para Z = 17.0 metros 
S2 = 1.0, para Z = 10.0 metros 
S2 = 0.94, para Z = 5.0 metros 
S3 = Fator estatístico = 1.0 
q = força característica = 0.613 x Vk² ( N/m2) 
Vk = V0 x S1 x S2 x S3 
 
Para Z = 17 m 
Vk = 40 x 1.0 x 1.05 x 1.0 = 42 m/s 
q1 = 0.613 x 42² = 1082 N/m² = 110 kgf/m² 
 
Para Z = 10 m 
Vk = 40 x 1.0 x 1.0 x 1.0 = 40 m/s 
q2 = 0.613 x 40² = 981 N/m² = 100 kgf/m² 
 
Para Z = 5 m 
Vk = 40 x 1.0 x 0.94 x 1.0 = 38 m/s 
q3 = 0.613 x 38² = 885 N/m² = 90 kgf/m² 
 
Coeficiente de arrasto Ca = 1.0 
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Para corpos cilindros, com rugosidade ou saliências = 0.081.L1 e h/L1 = 7.7 e todos os valores 
de Re. 
h = altura total do reservatório = 17.1 metros 
 
L1 = diâmetro da coluna 2.22 metros 
Força de arrasto Fa 
 
Fa = Ca x q x Ae 
 
Ae = área efetiva de ação do vento 
Aetaça =29.4 m2 
Aecone =3.7m2 
Aecoluna 1 = 11.2 m2 
Aecoluna 2 = 11.2 m2 
Fa1 = 1.0 x 110 x 29.4 = 3234 kg → q1 = 491kgf/m 
Fa2 = 1.0 x 110 x 3.7 = 407 kg → q2 = 370kgf/m 
Fa3 = 1.0 x 100 x 11.2 = 1120 kg → q3 = 224kgf/m 
Fa4 = 1.0 x 90 x 11.2 = 1008 kg → q4 = 202kgf/m 
2.1.4.4 Momentos na base devido ao vento 
Mv = 202 x 5.00²/2 + 224 x 5.00 x 7.50 + 370 x 1.1 x 10.55 + 491 x 6.59 x 14.4 = 61813 kgf.m 
2.1.4.5 Momento devido ao possível desalinhamento vertical do reservatório, considerado 0.10 
metros. 
Devido ao peso da água 
M.água = 108000 x 0.10 = 10800 kgf.m 
Devido ao peso próprio do reservatório 
Mppr = 8359 x 0.10 = 835.9 kgf.m 
Devido ao peso próprio da escada 
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M.escada = 617 x 2.8 = 1728 kgf.m 
2.1.4.6 Combinações de cargas na base e fundação 
 
 
Figura 9: Cargas na Base da Coluna 
Combinação 1 = Peso próprio+peso da água+vento 
N = 8976 + 108000 = 116976 Kgf 
FH = 5769 Kgf 
Mv = 61813 Kgf.m 
Mtotalpp = 10800 + 835.9 + 1728 = 13363.9kgf.m 
Mtotal = 61813 + 13363.9 = 75177 kgf.m 
Combinação 2 = peso próprio+vento 
N = 8976 Kgf 
FH = 5769 Kgf 
Mv = 61533 Kgf.m 
Mtotalpp = 835.9 + 1728 = 2564 kgf.m 
Mtotal = 2564+61813 = 64377 kgf.m 
 
 
 
 
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2.1.5 Dimensionamento da coluna base 
 
Figura 10: Tensões na Coluna 
 
Figura 11: Tensões na Coluna Próximo á Base 
 
 
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2.1.5.1 Determinação das forças nos parafusos 
 
Figura 12: Forças nos Parafusos 
- Adotado Parafuso UNC 7/8” x 21/2” com área bruta = 3.88 cm2 e Classe de resistência 
ASTM A-307 com Resistência à Tração fu = 4150 kgf/cm2. 
 
Parafuso mais solicitado 
 Força cortante - Fsdvmax. = 340 kgf 
 Força de tração - Fsdtmax.= 2950 kgf 
 
Ab = Área bruta do parafuso Ф7/8 “ = 3.88 cm² 
Abe = Área efetiva = 0.75 . Ab = Abe = 2.91 cm2 
FRdt = Resistência a tração do parafuso = FRdt = Abe.fub/γa2 = 8946 kgf/cm² 
γa2 = Coeficiente de ponderação = 1.35 
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FRdv = Resistência ao cisalhamento = 0,4.Ab.fub/γa2 4771 kgf/cm² 
(340/4771)2 + (2950/8946)2 = 0,12 < 1 OK 
 
2.1.5.1 Determinação das tensões nas soldas de união da coluna com a chapa 
E = Espessura da solda 6mm → 6 x (coseno 45º) = 4.3mm (largura efetiva de trabalho) 
σa = tensão admissível na solda = 900 kgf/cm² ( eletrodo E70 xx) 
W solda = 111² x ¶ x 0.43 = 16644 cm³ 
σm = 7517700/16644 = 452 kgf/cm² 
 = 5769/ (0.43 x 222 x ¶) = 20 kgf/cm² 
σr = √(452)²+(20)² = 453kgf/cm² << 900 kgf/cm² OK 
Verifica-se portanto que a solda resiste ás cargas . 
2.1.6 Dimensionamento da base metálica 
As forças nos parafusos devido á fixação da coluna, atuando na chapa superior da base e a 
chapa inferior da base fixada ao concreto através de chumbadores. 
 
Figura 13: Base e Chumbadores 
 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 100 m³ 
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Figura 14: Tensões na Base 
 
Figura 15: Forças nos Chumbadores 
2.1.6.1 Adotado chumbador com barra de diâmetro 7/8” , rosca UNC com área bruta = 3.88 
cm2 e resistência à Tração SAE 1020 Laminado fu = 4500 kgf/cm2. 
Chumbador mais solicitado: 
 Força cortante - Fsdvmax. = 515 kgf 
 Força de tração - Fsdtmax.= 2770 kgf 
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Ab = Área bruta do parafuso Ф7/8 “ = 3.88 cm² 
Abe = Área efetiva = 0.75 . Ab = Abe = 2.91 cm2 
FRdt = Resistência a tração do chumbador = FRdt = Abe.fub/γa2 = 9700 kgf/cm² 
γa2 = Coeficiente de ponderação = 1.35 
FRdv = Resistência ao cisalhamento = 0,4.Ab.fub/γa2 5173 kgf/cm² 
(515/5173)2 + (2770/9700)2 = 0,09 < 1 OK 
2.1.6.3 Dimensionamento do comprimento de ancoragem dos chumbadores 
Comprimento de ancoragem, com gancho, para concreto fck = 25 MPa 
Lb = Comprimento de ancoragem Lb = Φ.fyd / 4 . fbd ≥ 25 Φ 
fbd = ƞ1. Ƞ2. Ƞ3 .fctd ↔ fbd = 1 . 1 . 1 .1.283 = 1.283 MPa 
fctd = 0.15.fck2/3 = fctd = 0.15 . 25 2/3 = 1.283 MPa 
Lb = 2.2.218 / 4 . 1.283 ↔ Lb ≈ 94cm 
Lbnec. = α1 . lb . Ascalc / Asef ↔ Lbnec. = 0.7 . 94 . 1 ≈ 66cm 
Adotaremos Ascalc / Asef = 1 
α1 = 0.7 para barras tracionadas com gancho 
SERÁ ADOTADO CHUMBADOR COM GANCHO E “Lb ” EMBUTIMENTO NO CONCRETO DE 
75cm 
 
Figura 16 – Chumbadores 
RESERVATÓRIO ELEVADO METÁLICO – V = 100 m³ 
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3. DESENHOS 
O Projeto Executivo do Reservatório Elevado Metálico, capacidade nominal de 100 m³, 
Padrão 10.04.100/0 da COPASA é composto dos seguintes desenhos: 
 
Desenho 01 10041000-AA-ME-REL-M0100-DS-001-2.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico– 100 m³ 
 Projeto Executivo 
 Conjunto 
 
Desenho 02 10041000-AA-ME-REL-M0100-DS-002-3.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico – 100 m³ 
 Projeto Executivo 
 Detalhes de Construção 
 
Desenho 03 10041000-AA-ME-REL-M0100-DS-003-2.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico – 100 m³ 
 Projeto Executivo 
 Detalhes de Construção 
 
Desenho 04 10041000-AA-ME-REL-M0100-DS-004-2.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico – 100 m³ 
 Projeto Executivo 
 Base / Tampas / Respiro / P. Identificação 
 Detalhes de Construção 
 
Desenho 05 10041000-AA-ME-REL-M0100-DS-005-2.dwg 
 Reservatório Elevado Metálico – 100 m³ 
 Projeto Executivo 
 Guarda-Corpo / Escadas Externas E Internas 
 Detalhes de Construção 
	374-AA-ME-01-REL-M0100-DS-001-2 Model
	374-AA-ME-01-REL-M0100-DS-002-3 Model
	374-AA-ME-01-REL-M0100-DS-003-2 Model
	374-AA-ME-01-REL-M0100-DS-004-2 Model
	374-AA-ME-01-REL-M0100-DS-005-2 Model