Os aparelhos de apoio esféricos Rudloff são projetados de acordo com normas européias, incorporando tecnologia avançada de projeto e fabricação com materiais de altíssima qualidade, visando a garantia de sua durabilidade e resistência. São usados mundialmente com grande aceitação, devido a sua qualidade e durabilidade.

O objetivo deste catálogo é oferecer orientação ao engenheiro projetista e aos engenheiros de obras, em todos os aspectos relacionados à correta escolha e instalação dos aparelhos de apoio metálicos esféricos Rudloff.

Aparelhos de apoio são elementos necessários à movimentação natural da estrutura, responsáveis por absorver seus esforços horizontais e de rotações e transmitir aos apoios os esforços verticais. Devem atender, ao longo da vida útil da estrutura, às condições de estabilidade e movimentação previstas em seu projeto.

Os aparelhos esféricos Rudloff são caracterizados pela união de duas superfícies, uma plana e a outra esférica, permitindo assim tanto movimentos de rotação, como de translação, em qualquer direção.

A responsabilidade dos aparelhos de apoio em uma estrutura é grande, porém seu custo é normalmente muito baixo em relação ao custo da estrutura como um todo. Contudo, isso só poderá realmente acontecer se os aparelhos forem adequadamente escolhidos e sua instalação bem executada, garantindo assim o correto funcionamento e a durabilidade das peças.

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

- Aparelhos de apoio de qualquer tipo ou marca sofrem desgastes e devem poder ser substituídos. Além do espaço para sua manutenção, recomenda-se prever espaço para a colocação de macacos de suspensão na estrutura, possibilitando uma eventual troca dos aparelhos.

- O sistema de apoios de uma estrutura não deve gerar tensões inesperadas nesta.

- Devem ser respeitadas as características geométricas e cinemáticas da estrutura.

- As verificações de estabilidade devem ser feitas sempre com segurança.

- Aparelhos de apoio só funcionam bem e com durabilidade quando corretamente instalados.

- É necessário prever um acesso aos aparelhos de apoio para eventual manutenção.

- As deformações da estrutura em serviço devem ser respeitadas, pois realmente ocorrem.

- Recomenda-se que o posicionamento dos aparelhos de apoio seja feito de modo a evitar que eles sejam atingidos pela água e que se acumule sujeira ao seu redor.

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

- peso próprio da estrutura;

- cargas móveis;

- frenagem;

- atrito;

- protensão;

- retração e deformação lenta do material;

- vento e variação da temperatura;

- deformações decorrentes de terremotos e recalques de fundação;

- forças centrífugas em pontes curvas.

A tensão admissível no concreto depende das dimensões do aparelho de apoio e da carga estrutural absorvida por este, além das características do próprio concreto.

Para os aparelhos padronizados neste catálogo, o valor médio da tensão admissível no concreto é de 25 MPa, considerando-se para este carga máxima de trabalho.

Aparelhos de apoio esféricos podem permitir mobilidade por translação segundo um ou dois eixos ortogonais entre si, e por rotação em torno de um, dois ou três eixos ortogonais entre si.

Os aparelhos de apoio esféricos Rudloff podem ser do tipo fixo (EF), unidirecional (EU) ou multidirecional (EM), conforme os seus movimentos de translação e rotação nas várias direções possíveis.

As dimensões indicadas nas tabelas deste catálogo foram calculadas para os seguintes movimentos máximos:

 

Este catálogo apresenta os modelos padronizados mais usados dos aparelhos de apoio esféricos Rudloff.

Projetos especiais podem ser desenvolvidos em casos específicos, conforme a necessidade do cliente, com características diferenciadas tais como: dimensões especiais, diferentes movimentos horizontais e isolamento elétrico de correntes de fuga.

As superfícies de aço dos aparelhos de apoio devem ser protegidas contra a corrosão em função das condições climáticas do local de instalação dos aparelhos.

Nos aparelhos Rudloff padronizados, para todos os componentes de aço que ficam expostos é adotada a seguinte sistemática de proteção:

- limpeza por jateamento;

- aplicação de epoxy primer anti-corrosivo de zinco (80 microns);

- aplicação de duas camadas de revestimento com pintura epóxica de alta dureza (40 microns cada uma).

As superfícies deslizantes são engraxadas com graxa a base de silicone e as superfícies de contato com o concreto recebem a pintura somente em sua periferia, obedecendo largura mínima de 50 mm.

Não se aplica qualquer tipo de material viscoso ou graxa na superfície de concreto, visando assim melhor aderência na fixação do aparelho.

A escolha ideal dos aparelhos de apoio considera a transmissão correta dos esforços e a mobilidade exigida pela estrutura, evitando o aparecimento de tensões imprevistas nesta.

Para a definição do aparelho mais apropriado, devem ser fornecidos à Rudloff pelo menos os seguintes dados de cada apoio:

- tipo de apoio;

- carga vertical permanente (Vg);

- carga vertical máxima (Vmax);

- tensão admissível no concreto nas regiões inferior e superior ao aparelho (tc);

- força horizontal máxima nas direções longitudinal e transversal (Hx e Hy);

- movimento horizontal longitudinal total (Ey);

- movimento horizontal transversal total (Ex);

- rotação máxima no apoio.

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

- Setas opostas: indicam a direção dos deslocamentos horizontais.

- Setas simples: indicam a direção do pré-ajuste dos aparelhos, conforme especificações do projeto da estrutura.

- Traço reto: indica a ausência de movimento horizontal.

- Anotações específicas em planta: fornecem dados adicionais importantes, os quais devem ser cuidadosamente checados com o projeto, durante a instalação.

As matérias-primas, os componentes e os processos produtivos utilizados pela Rudloff Industrial Ltda. na fabricação dos aparelhos de apoio seguem o padrão ISO9001.  Cada aparelho de apoio Rudloff é acompanhado de um Certificado de Qualidade, onde consta a aprovação de suas propriedades, de acordo com o padrão original.

Todos os aparelhos de apoio esféricos Rudloff apresentam uma escala de trabalho na chapa deslizante, a qual fornece informações sobre as condições do deslocamento horizontal (E),conforme a figura abaixo.

W/2 - E = deslocamento possível no sentido
do pré-ajuste do aparelho

W/2 + E = deslocamento possível no sentido
do pré-ajuste do aparelho

O valor de “E” pode ser pré-determinado na instalação, conforme especificações do projeto da estrutura.

A placa de identificação traz todas as características operacionais do aparelho de apoio:

A integridade da placa de identificação deve ser garantida durante toda a vida útil do aparelho de apoio.

Os apoios fixos, série EF, transmitem os esforços em todas as direções.

Para os aparelhos padronizados neste catálogo, devem ser usados os valores máximos tabelados a seguir.

 

Os apoios unidirecionais, série EU, se movimentam em uma só direção e podem transmitir forças na direção perpendicular ao seu eixo. São fabricados com uma guia central ou duas guias laterais.

Para os aparelhos padronizados neste catálogo, devem ser usados os valores máximos tabelados a seguir.

 

* valor publicado errado no catálogo impresso

Os apoios multidirecionais, série EM, movimentam-se em todas as direções.

Para os aparelhos padronizados neste catálogo, devem ser usados os valores máximos tabelados a seguir.

 

 

Os aparelhos de apoio são compostos por peças de precisão que devem ser manuseadas com cuidado, para garantir o seu bom funcionamento.

O levantamento dos aparelhos deve ser realizado com o uso de fitas de lonas ou empilhadeira.

Em todas as etapas de transporte dos aparelhos, deve ser providenciada a máxima proteção possível, para impedir que sejam atingidos por materiais que possam danificá-los.

Antes de saírem da fábrica, todos os aparelhos de apoio são vistoriados pelo controle de qualidade Rudloff e só liberados após sua aprovação. Entretanto, podem ocorrer danos às peças durante seu transporte, justificando uma vistoria pelo cliente, em todas as unidades na sua chegada ao local da obra.

Ao serem recebidos no local de instalação, os aparelhos de apoio devem ser verificados nos seguintes aspectos:
- não podem apresentar danos externos que comprometam sua proteção anti-corrosiva;
- devem estar limpos;
- suas partes internas devem estar fixadas por parafusos provisórios, para evitar o movimento das peças durante o transporte;
- devem estar com as chapas de identificação e sinalização correspondentes;
- sua pré-configuração (escala de trabalho, valor e direção) deve estar correta.

Qualquer irregularidade apresentada pelos aparelhos recebidos em obra deve ser comunicada à Rudloff com máxima urgência, para que sejam tomadas as providências necessárias.

A princípio, aparelhos que sejam danificados durante o transporte devem ser devolvidos à fabrica para retificação. Eventuais correções em peças no próprio local da obra devem ser autorizadas e orientadas pela Rudloff.

Os aparelhos de apoio devem ser armazenados sobre paletes de madeira apropriados.

Enquanto estiverem estocadas, as peças devem ser mantidas limpas e protegidas contra choques mecânicos, intempérie, sujeiras, umidade excessiva e quaisquer substâncias prejudiciais.

Ajustes prévios nos aparelhos de apoio, definidos pelo projetista da estrutura, e eventuais correções necessárias aos ajustes, devem ser executados somente por técnicos da Rudloff.

No posicionamento dos aparelhos de apoio em obra, é necessário respeitar-se os seguintes itens:

- Todas as marcações referentes ao posicionamento dos aparelhos de apoio, indicadas em suas tampas e no projeto estrutural, devem ser observadas.

- As direções dos eixos dos aparelhos (determinadas pelo engenheiro projetista) devem ser marcadas na superfície da infra-estrutura de concreto, previamente ao posicionamento dos aparelhos.

- Aparelhos pequenos podem ser apoiados diretamente sobre os chumbadores. Para aparelhos grandes recomenda-se apoiá-los primeiramente em tocos de madeira, para garantir seu nivelamento e evitar que suas roscas de instalação sejam danificadas.

- No posicionamento dos aparelhos, as marcas centrais dos eixos, pintadas em amarelo nas peças, devem coincidir com a marcação dos eixos assinalada previamente no concreto.

- A superfície de acomodação dos aparelhos deve ser plana e nivelada conforme projeto.

- A espessura do grout de suporte deve seguir a planta da construção.

- Recomenda-se que tocos de madeira colocados previamente para o posicionamento de aparelhos grandes sejam retirados antes do grouteamento do suporte. Caso a retirada não seja possível, a injeção do grout deverá ser feita ao redor dos tocos, cuidando-se para evitar o surgimento de vazios.

- É necessário cuidado especial para evitar que a argamassa líquida atinja a face vertical dos aparelhos de apoio. Se a argamassa respingar nos aparelhos, deverá ser imediatamente removida.

- Quando os aparelhos já estiverem instalados e a argamassa suficientemente dura, antes da aplicação de eventual protensão na estrutura, é necessário cortar os 4 parafusos de montagem de cada aparelho. 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. Estas etapas devem ser feitas com muita cautela, para prevenir outros danos aos aparelhos e à estrutura.

Não fazemos aqui recomendações para a ligação de aparelhos de apoio esféricos Rudloff  às superestrutuas de aço, pois há vários sistemas construtivos, dependendo do tipo de estrutura adotada. Devido a isso, recomendamos que para superestruturas de aço o projetista da obra seja consultado na fase de projetos da estrutura, para encontrar a melhor asolução em cada caso particular.

 

 

 

 

A verificação de segurança ao deslizamento do aparelho segue o indicado na norma DIN4141:

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 (sendo o aço galvanizado e o concreto natural com sua resistência final), 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 ancoragens do aparelho no concreto

No caso de cargas dinâmicas com oscilações acentuadas, como por exemplo em pontes ferroviárias, não é permitido levar em conta a parcela proveniente 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 > 7,5 para aço/aço;

- Fz/Fxy > 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 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.

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