O novo catálogo "Aparelhos de apoio metálicos elastoméricos" da Rudloff está disponível desde 07/2007.
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Este catálogo é recomendado para fins didáticos e práticos sobre o uso de aparelhos de apoio em estruturas, principalmente para os profissionais envolvidos no projeto e/ou na execução destas estruturas.
Seu conteúdo envolve a apresentação de informações genéricas sobre aparelhos de apoio, assim como as principais características dos Aparelhos de Apoio Metálicos Elastoméricos Rudloff, com o objetivo de oferecer aos profissionais os dados necessários à escolha e à instalação destes aparelhos.
Aqui não serão tratados casos especiais, mas aplicações convencionais genéricas dos Aparelhos de Apoio Metálicos Elastoméricos Rudloff, conforme a sua linha padrão de produção. Porém, projetos especiais podem ser desenvolvidos em casos específicos, conforme a necessidade do cliente. Informações a este respeito devem ser solicitadas ao departamento técnico da Rudloff.
Este catálogo está constantemente sujeito a atualizações, visando sempre oferecer aos seus usuários informações úteis, seguras e atuais. Devido a isso, cada página tem no seu rodapé uma indicação da revisão à qual se refere, de tal forma que possa ser substituída pelas versões atuais, disponíveis eletronicamente no site www.rudloff.com.br.

Aparelhos de apoio são elementos fundamentais à movimentação natural existente em algumas estruturas. São necessários para atender às condições de estabilidade e movimentação previstas em projetos ao longo de toda a vida útil destas estruturas.
Devido à sua relevância, estes aparelhos são peças que requerem uma fabricação cuidadosa e precisa, que possa garantir o seu correto funcionamento e durabilidade.
Os aparelhos de apoio Rudloff são projetados de acordo com normas européias, incorporando tecnologia avançada de projeto e fabricação, com materiais de alta qualidade, visando a garantia de sua longa vida útil e de sua resistência.
A Rudloff desenvolve suas atividades a partir de um sistema de gestão certificado pela Norma ISO9001, com a preocupação constante de oferecer produtos e serviços com elevado padrão de qualidade. Seus fornecedores são cuidadosamente selecionados e homologados, e sua produção é identificada e inspecionada periodicamente, desde o recebimento da matéria-prima, até a entrega do produto final. Isso possibilita o acompanhamento de todo o processo produtivo pelo Controle da Qualidade e permite o registro do histórico da produção.

A necessidade do uso de aparelhos de apoio ocorre porque quando duas peças estruturais se apoiam uma sobre a outra, elas podem girar (rotação) ou deslizar (translação) uma em relação à outra. Estes movimentos de rotação e translação nem sempre podem ser absorvidos por alguma das duas peças, sendo necessário, para isso, um elemento intermediário entre elas, que é o aparelho de apoio.
Os aparelhos de apoio são desenvolvidos de forma a transferir esforços para o apoio de uma estrutura, respeitando as condições de estabilidade e movimentação previstas em seu projeto. Seu uso mais comum é para o apoio de superestruturas de pontes e viadutos, onde o uso dos aparelhos entre vigas e pilares possibilita a movimentação natural existente entre estes dois elementos, absorvendo os esforços horizontais e de rotações e transmitindo aos pilares os esforços verticais.

Consideram-se como os principais fatores causadores de forças e momentos sobre os aparelhos de apoio:

• Esforços verticais: peso próprio da estrutura, carga móvel, componente vertical do vento.
• Esforços horizontais: frenagem, atrito, vento, força centrífuga em pontes curvas, forças corretivas decorrentes de deformação lenta; retração, protensão e dilatação térmica.
• Momentos decorrentes da excentricidade dos esforços verticais, momentos devido à protensão.

A grandeza destas forças, bem como a movimentação desejada em um apoio, condicionam o tipo de aparelho de apoio a ser usado na estrutura.

Aparelhos de apoio devem poder oferecer a uma estrutura fixação horizontal, para mantê-la no lugar, ou deslocamento horizontal, para permitir à ela movimentos de expansão e contração. Assim, os aparelhos em geral podem ser fixos ou móveis, dependendo das suas funções estática e cinemática.
Quanto ao material utilizado, podem ser:

• de concreto (articulação de concreto);
• elastoméricos;
• metálicos, que podem ser constituídos de elastômero junto com o aço.
  

Na definição do sistema de apoios de uma estrutura, devem ser observados os seguintes princípios:

• Aparelhos de apoio de qualquer tipo ou marca sofrem desgastes e devem poder ser substituídos. É então necessário se prever um acesso aos aparelhos instalados, para sua eventual manutenção ou substituição, incluindo o espaço para a colocação de macacos de suspensão na estrutura.
• O sistema de apoios de uma estrutura deve respeitar suas características geométricas e cinemáticas, sem gerar nela tensões inesperadas.
• As deformações da estrutura em serviço devem ser respeitadas, pois realmente ocorrem.
• Recomenda-se que o posicionamento de aparelhos de apoio seja feito de modo a evitar que eles sejam atingidos por água e que se acumule sujeira ao seu redor.

Os Aparelhos de Apoio Metálicos Elastoméricos Rudloff podem permitir à estrutura mobilidade por translação, segundo um ou dois eixos ortogonais entre si e por rotação em torno de um, dois ou três eixos.
Conforme a sua capacidade de translação e rotação, são classificados em:

• Aparelhos de Apoio Fixos - TF: transmitem os esforços em todas as direções e não permitem movimentos de translação.
• Aparelhos de Apoio Unidirecionais - TU: se movimentam em uma só direção e podem transmitir esforços na direção perpendicular ao eixo de movimento.
• Aparelhos de Apoio Multidirecionais - TM: se movimentam nas direções longitudinal e transversal.

A definição do tipo e especificação do aparelho a ser usado em uma estrutura pode ser feita a partir dos seguintes elementos:

• máximo carregamento vertical;
• mínimo carregamento vertical;
• carregamento horizontal nas direções transver-sal e longitudinal;
• pior combinação de carregamentos resultante do máximo carregamento horizontal e do mínimo carregamento vertical;
• deslocamento nas direções longitudinal e transversal;
• rotação prevista para o aparelho;
• máxima tensão de compressão permitida no concreto dos pilares e vigas;
• informações diversas sobre a construção da estrutura onde serão instalados os aparelhos, tais como:
  - tipo da estrutura (de concreto ou aço);
  - layout dos apoios;
  - espaço disponível para os apoios, etc.

As superfícies de apoio dos aparelhos devem ter di-mensões tais que as cargas concentradas sejam distribuídas em áreas suficientes para que não seja provocado o esmagamento do concreto na região dos apoios.
A tensão admissível no concreto depende das dimensões da área de suporte do aparelho de apoio e das características do próprio concreto. Para os aparelhos padronizados, detalhados neste catálogo, a tensão transmitida ao concreto aproxima-se de
29 N/mm², com carga de trabalho máxima no Estado Limite de Serviço.

A resistência ao deslizamento dos aparelhos de apoio internamente é uma fração da carga vertical (V) aplicada. Para os aparelhos padrão detalhados neste catálogo, admite-se o atrito como sendo 4% de V, no caso de aparelhos tipo TU, e 3% de V, no caso de aparelhos tipo TM. O coeficiente de atrito exato entre o aço inoxidável e o teflon é determinado de acordo com a norma BS 5400. Estas reações são resistências dos aparelhos ao movimento, válidas para temperaturas de até -350 C. Devem ser levadas em conta no projeto estático da estrutura.

Os aparelhos de apoio padrão detalhados neste ca-tálogo são projetados para resistir aos valores máxi-mos de cargas verticais estabelecidos nas Tabelas 4, 6 e 8 e cargas horizontais de, no máximo, 10% das verticais. Devem ser respeitados os seguintes movimentos admissíveis máximos:

Tab. 1: Translação e rotação admissíveis nos aparelhos

Fig. 1: Corte transversal de um Aparelho Metálico Elastomérico Rudloff tipo Unidirecional - TU (fora de escala)

A peça central dos aparelhos de apoio é um elastômero que fica confinado dentro da base de cada aparelho e acompanha a sua rotação, como se fosse um fluído viscoso.
Para garantir o funcionamento adequado do elastômero, há um anel elástico de vedação preso no próprio elastômero. O anel, feito de plástico duro, se desliza na parede interna da base do aparelho sem se desgastar e se adapta facilmente a eventuais deformações. Além disso, elimina o atrito gerado pelo contato de metal com metal, prejudicial à durabilidade do aparelho de apoio.

É necessário um isolamento totalmente seguro nos espaços que se formam entre a placa intermediária e a base, devido ao movimento do aparelho. Este isolamento é proporcionado por um anel de silicone, que protege o interior do aparelho contra a infiltração de umidade, evitando danos por oxidação interna dos seus componentes.
Para todos os componentes de aço do aparelho que ficam expostos, é adotada a seguinte sistemática de proteção:

• limpeza por jateamento;
• aplicação de Epóxi Primer anti corrosivo de zinco;
• aplicação de duas camadas de revestimento com pintura epóxica de alta dureza.

As superfícies deslizantes são engraxadas com graxa à base de silicone. As superfícies de contato com o concreto não recebem nenhum tipo de material viscoso ou de graxa.

As matérias-primas, os componentes e os processos produtivos utilizados pela Rudloff Industrial Ltda. na fabricação dos aparelhos de apoio são controlados e inspecionados por sistema de qualidade certificado pela norma ISO9001:2000.
Cada aparelho de apoio Rudloff é acompanhado de um Certificado de Qualidade, onde consta a aprovação de suas propriedades, de acordo com os dados de projeto.

Fig. 2: Exemplo de um Certificado de Qualidade

A marcação da tampa superior de cada aparelho de apoio fornece informações sobre o seu tipo e dados necessários à sua instalação.

• Setas: indicam direções de deslocamentos horizontais permitidos no aparelho.
• Setas duplas: indicam a direção de instalação do aparelho, a qual deve coincidir com o eixo longitudinal da estrutura.
• Traço reto: indica a ausência de movimento horizontal na direção do traço.
• Anotações específicas em planta: fornecem dados adicionais variáveis, tais como a denominação dos aparelhos, sua posição e seu pré-deslocamento, entre outros. Todas as anotações são importantes e devem ser cuidadosamente checadas com o projeto, durante a instalação.

Tab. 2: Marcação nas tampas dos aparelhos

A placa de identificação traz as principais características do aparelho de apoio. Sua integridade deve ser garantida durante toda a vida útil do aparelho.

Fig. 3: Placa de identificação dos aparelhos

Todos os aparelhos de apoio Rudloff unidirecionais ou multidirecionais apresentam uma escala de trabalho na tampa deslizante, que fornece em centímetros informações sobre o deslocamento horizontal do aparelho. Os aparelhos padrão são fornecidos com uma escala de aparência similar à figura 4 abaixo, que ilustra uma situação de aparelho sem qualquer deslocamento.

Fig. 4: Escala de trabalho de um aparelho sem pré-deslocamento

A escala de trabalho possibilita a leitura do deslocamento real do aparelho em uso. Pode também identificar um pré-deslocamento no aparelho, aplicado em fábrica conforme projeto estrutural, para compensar deslocamentos fixos que incidirão sobre o aparelho, independentes do seu curso de trabalho. Nestes casos, sua aparência é similar ao exemplo da figura 5, onde:

• C = curso de trabalho total do aparelho. No caso dos aparelhos padronizados neste catálogo, este valor é a soma dos deslocamentos possíveis para cada lado (+/- 50 mm), ou seja, 100 mm.
• E = pré-deslocamento horizontal do aparelho, de fábrica. Após aplicados na estrutura os esforços responsáveis pela sua deformação definitiva de valor “E”, o aparelho funciona normalmente, como na figura 4.

Fig. 5: Escala de trabalho dos aparelhos com pré-deslocamento "E". A identificação dos elementos não existe na escala real.

Os apoios fixos, série TF, transmitem os esforços em todas as direções. Para os apoios padronizados neste catálogo, devem ser usados os valores máximos tabelados abaixo:
Tab. 3: Movimentos admissíveis no aparelho TF	Fig. 6: Aparelho de apoio Rudloff tipo TF

APARELHO MONTADO
Fig. 7: Seção transversal do aparelho tipo TF	Fig. 8: Seção transversal do aparelho tipo TF

TAMPA SUPERIOR
Fig. 9: Vista superior da tampa do aparelho tipo TF	Fig. 10: Vista da tampa do aparelho tipo TF

BASE
Fig. 11: Vista superior da base do aparelho tipo TF	Fig. 12: Vista da base do aparelho Rudloff tipo TF

TABELA
Fig. 13: Dimensões da base do aparelho TF	Fig. 14: Dimensões do aparelho TF em corte transversal	Fig. 15: Dimensões da tampa do aparelho TF
Tab. 4: Características dos aparelhos de apoio metálicos elastoméricos Rudloff, tipo TF

Os apoios unidirecionais, série TU, permitem o movimento em uma única direção e podem transmitir esforços na direção perpendicular ao seu deslocamento. São fabricados ou com uma barra guia central ou duas laterais, dependendo do seu tamanho. Para os apoios padronizados neste catálogo, devem ser usados os valores máximos tabelados abaixo.
Tab. 5: Movimentos admissíveis no aparelho TU	Fig. 16: Aparelho de apoio Rudloff tipo TU

APARELHO MONTADO
Fig. 17: Seção transversal do aparelho tipo TU	Fig. 18: Seção transversal do aparelho tipo TU

TAMPA SUPERIOR
Fig. 19: Vista superior da tampa do aparelho tipo TU	Fig. 20: Vista da tampa do aparelho tipo TU

BASE
Fig. 21: Vista superior da base do aparelho tipo TU	Fig. 22: Vista da base do aparelho Rudloff tipo TU

TABELA
Fig. 23: Dimensões da base do aparelho TU	Fig. 24: Dimensões do aparelho TU em corte transversal	Fig. 25: Dimensões da tampa do aparelho TU
Tab. 6: Características dos aparelhos de apoio metálicos elastoméricos Rudloff, tipo TU

Os apoios multidirecionais, série TM, permitem o movimento em todas as direções, ou seja, não transmitem esforços além das cargas verticais. Para os apoios padronizados neste catálogo, devem ser usados os valores máximos tabelados abaixo.
Tab. 7: Movimentos admissíveis no aparelho TM	Fig. 26: Aparelho de apoio Rudloff tipo TM

APARELHO MONTADO
Fig. 27: Seção transversal do aparelho tipo TM	Fig. 28: Seção transversal do aparelho tipo TM

TAMPA SUPERIOR
Fig. 29: Vista superior da tampa do aparelho tipo TM	Fig. 30: Vista da tampa do aparelho tipo TM

BASE
Fig. 31: Vista superior da base do aparelho tipo TM	Fig. 32: Vista da base do aparelho Rudloff tipo TM

TABELA
Fig. 33: Dimensões da base do aparelho TM	Fig. 34: Dimensões do aparelho TM em corte transversal	Fig. 35: Dimensões da tampa do aparelho TM
Tab. 8: Características dos aparelhos de apoio metálicos elastoméricos Rudloff, tipo TM

Os aparelhos de apoio são compostos por peças de precisão que devem ser manuseadas com cuidado, para garantir o seu bom funcionamento. Em todas as etapas do seu transporte, deve ser providenciada a máxima proteção possível, para impedir que eles sejam atingidos por materiais que possam danificá-los. O levantamento dos aparelhos deve ser realizado com o uso de fitas de lona ou empilhadeiras.

Os aparelhos de apoio saem da fábrica devidamente montados e nivelados, após vistoria e liberação pelo Controle de Qualidade Rudloff. Porém, podem ocorrer danos às peças durante seu transporte, justificando uma vistoria pelo cliente em todas as unidades, na sua chegada ao local da obra.
Qualquer irregularidade apresentada pelos aparelhos recebidos em obra deve ser registrada e comunicada à Rudloff no prazo máximo de três dias após sua entrega, para que sejam tomadas as providências necessárias. A princípio, aparelhos danificados devem ser devolvidos à fabrica para retificação. Eventuais correções em peças no próprio local da obra somente são permitidas quando autorizadas e orientadas por técnicos da Rudloff.

Cabe à empresa construtora providenciar ferramentas, andaimes e equipamentos necessários para o transporte dos aparelhos no seu local de instalação.
Recomenda-se a disponibilidade dos seguintes elementos:

• equipamento de movimentação de cagas (empilhadeira, munck, grua, guindaste), para descarregar e posicionar os aparelhos em seu local definitivo;
• níveis para ajuste horizontal dos aparelhos;
• ferramentas manuais como martelos, chaves, alicates, etc.;
• equipamento de solda;
• esmeril;
• madeira para assentamento dos aparelhos durante a instalação;
• iluminação adequada.

Os aparelhos de apoio devem ser armazenados atendendo-se aos seguintes requisitos:

• Preparar o local de armazenamento dos aparelhos, de forma a deixá-lo limpo, seco e capaz de possibilitar aos aparelhos total proteção contra qualquer avaria.
• Providenciar paletes de madeira em bom estado de conservação para armazenar os aparelhos.
• Verificar se os aparelhos estão limpos e sem danos externos que comprometam a sua proteção anti-corrosiva.
• Verificar se os aparelhos estão com suas placas de identificação e sinalização correspondentes.
• Conferir se a escala de trabalho está de acordo com a configuração dos aparelhos.
  

Fig. 36: Manuseio e estocagem adequiados aos aparelhos de apoio	Fig. 37: Estocagem incorreta dos aparelhos de apoio

Para estruturas com grandes movimentos irreversíveis, devidos a protensões, retrações ou deformações, recomenda-se analisar a possibilidade dos aparelhos de apoio serem fabricados com um pré-deslocamento horizontal equivalente a estes movimentos. Após aplicados na estrutura os esforços responsáveis por estes deslocamentos, os aparelhos se deslocam para o valor zero na escala de trabalho e inicia o seu funcionamento convencional.
Para a aplicação do pré-deslocamento em aparelhos de apoio, a Rudloff deve ser informada dos valores exatos dos movimentos, definidos pelo projetista da estrutura. Ajustes de deslocamentos nos aparelhos somente podem ser executados pela própria Rudloff, em suas dependências.

• A superfície de acomodação dos aparelhos deve ser plana e nivelada conforme projeto.
• Devem ser observadas todas as marcações referentes ao posicionamento dos aparelhos, indicadas em suas tampas e no projeto estrutural.
• Com exceção dos aparelhos fixos, os demais têm um único sentido correto para a sua instalação, pois apresentam translação longitudinal e transversal diferentes entre si (ver Tabela 1).
• As direções dos eixos dos aparelhos (determinadas em projeto estrutural) devem ser marcadas na superfície da infra-estrutura de concreto, previamente ao posicionamento dos aparelhos.
• No posicionamento dos aparelhos, as marcas centrais dos eixos, pintadas nas suas tampas, devem coincidir com a marcação dos eixos assinalada previamente no concreto.
• Aparelhos pequenos podem ser apoiados diretamente sobre a superfície de acomodação. Para aparelhos grandes recomenda-se apoiá-los primeiramente em tocos de madeira e depois injetar o grout, para garantir o seu nivelamento sem danificá-los.
• A espessura do grout de suporte deve seguir a planta da construção.

Fig. 38: Enchimento do suporte de argamassa

Na ligação dos aparelhos de apoio a superestruturas de concreto, as seguintes etapas devem ser executadas com muita cautela, para prevenir danos aos aparelhos e às estruturas:

• É necessário cuidado especial para evitar que a argamassa líquida atinja as faces dos aparelhos de apoio. Se a argamassa respingar nos aparelhos, deverá ser imediatamente removida.
• Quando os aparelhos já estiverem instalados, após a cura do grout e antes da aplicação de qualquer tensionamento na estrutura, é necessário cortar os parafusos de montagem de cada aparelho. Estes parafusos têm a função de fixar os aparelhos somente durante o seu transporte e devem ser cortados para possibilitar o funcionamento correto dos aparelhos. O corte deve ser feito nos canais de usinagem dos parafusos.
• Após a remoção das fôrmas, os aparelhos de apoio devem ser limpos e qualquer falta de proteção anti-corrosiva deve ser reparada.

Para estruturas com grandes movimentos irreversíveis, devidos a protensões, retrações ou deformações,

	Fig. 39: Preparação da base e posicionamento do aparelho
	Fig. 40: Posicionamento do aparelho
	Fig. 41: Suporte do aparelho
	Fig. 42: Grouteamento da região de suporte
	Fig. 43: Remoção da fixação

Fig. 44: Protocolo de instalação dos aparelhos de apoio

Fig. 45: Fixação padrão de aparelhos de apoio

Tab. 9: Especificação de chumbadores

n Fxy £ mk Fz + D, onde

• n = coeficiente de segurança = 1,5
• Fxy = resultante das forças horizontais no plano de apoio
• mk = coeficiente de atrito, com os seguintes valores:
  - para aço/aço = 0,2;
  - para aço/concreto = 0,5;
  - para concreto/concreto = 0,5.
  
• Fz = força de compressão normal ao plano de apoio
• D = esforço cortante absorvido pelas ancora-gens do aparelho no concreto
  

No caso de cargas dinâmicas com oscilações acen-tuadas, como por exemplo em pontes ferroviárias, não é permitido levar em conta a parcela provenien-te do atrito, ou seja, mk=0.

Se houver atrito suficiente para impedir o movimento relativo entre o aparelho de apoio e a estrutura, sob as condições de carregamento mais adversas, a fixação poderá ser dispensada - os parafusos serão necessários somente para a montagem, devendo ser retirados posteriormente.
O parâmetro de referência é o menor valor da relação Fz/Fxy. Não haverá necessidade da fixação quando as forças horizontais forem absorvidas somente pelo atrito, o que ocorrerá se:

• Fz/Fxy ³ 7,5 para aço/aço;
• Fz/Fxy ³ 3,0 para aço/concreto.
  

Caso as relações anteriores não ocorram, os aparelhos deverão ser ancorados na super e na meso estrutura. Deve então ser considerada, na fase de projeto da estrutura, a interferência dos chumbadores na armadura existente na região dos apoios.
Além disso, caso os chumbadores se encontrem a menos de 700 mm da borda livre do concreto na direção do esforço e menos de 350 mm na direção transversal, faz-se necessária uma armadura, em forma de malha e colocada próxima à superfície, que impeça o arrancamento do concreto que envolve os chumbadores.

Para cargas horizontais elevadas, acima de 10% da carga vertical, é necessário o uso de chumbadores metálicos soldados. Estes, podem ter um comprimento de até 200 mm.

Fig. 46: Conectores metálicos

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