HydraDrain — Plataforma modular de apoio à engenharia de drenagem. Atualmente disponíveis: Estudo hidrológico, Cálculos de contribuição, OAC, Dissipação e Relatórios. Resultados sujeitos à revisão independente pelo responsável técnico. Demais módulos em desenvolvimento.
HydraDrain |Dissipação de energia (HEC-14)
Módulo 09. Dimensionamento hidráulico de dissipadores de energia na saída de bueiros. A partir das condições de saída calculadas no módulo OAC — ou informadas manualmente — o HydraDrain seleciona e dimensiona a bacia SAF, a bacia rígida CSU, a bacia de impacto USBR Tipo VI, a bacia de enrocamento e o avental de enrocamento, conforme os métodos e as limitações apresentados na memória de cálculo.
Dados de entrada
Dados dos dissipadores
Parâmetros das alternativas que esta página dimensiona. Mudam a geometria do dissipador, não as condições hidráulicas acima. A bacia de impacto USBR VI não aparece aqui: a geometria dela sai pronta da Tabela 9.2.
Rampas de entrada e saída, abertura das paredes e rebaixo do piso.
Rampas de 0,5 (1V:2H) ou 0,33 (1V:3H), como indica o manual (pág. 8-5); z = 0 para paredes paralelas, até 0,5. Em branco, o rebaixo é o mínimo que garante o ressalto com o TW (passos 4 e 5), arredondado para cima a cada 5 cm. A SAF exige tailwater; o terreno a jusante segue a declividade do canal de deságue ou, sem ele, a do bueiro. A USBR VI (§9.4) não pede dados além dos do bueiro.
Expansão da bacia e altura dos elementos de rugosidade.
As cinco configurações da Figura 9.3 e as linhas da Tabela 9.1. Em branco, a página escolhe a razão de expansão pela largura do canal de deságue, como faz o exemplo do manual, e procura entre as combinações da tabela a menor bacia que atende à Eq. 9.1. Em bueiro tubular fica fora só a coluna 8, que não existe nesse bloco. Na coluna "2 a 4" do bloco tubular a página recusa apenas Nr = 6, cujos valores quebram a monotonia das demais colunas e chegam a quase o triplo do medido na figura-fonte, para o lado inseguro; com Nr = 4 e 5 a coluna é usada, com ressalva de que as linhas de L/h = 12 creditam mais arrasto do que o ensaio mostrou. Os elementos de rugosidade são sempre blocos retangulares — os blocos da Tabela 9.1 dizem respeito à forma do bueiro, não à do elemento.
Relação entre o comprimento e a altura do defletor maior.
De 2,5 a 7, a faixa dos modelos ensaiados (pág. 9-13). Em 3,5, o valor recomendado no passo 4, a página usa a Eq. 9.8; nos demais, a Eq. 9.7b. O manual trata esse valor como iteração de projeto: se as dimensões não couberem na topografia, escolha outro e recalcule.
Bacia com cova de dissipação e avental de proteção do leito.
Distância, de cada lado, entre a face externa do duto e a borda da bacia: Wₒ = conjunto + 2a. Em branco, a = 0 — pela Figura 10.2 a bacia começa na face do bueiro. Com boca, Wₒ é a largura final da soleira.
Co desconta da profundidade da cova o efeito do tailwater: hs/ye = 0,86·(D50/ye)−0,55·Fr − Co, e Co cresce com TW/ye. Use a envoltória quando a falha perto da vazão de projeto tiver consequência grave; o melhor ajuste, quando um dano na bacia puder ser corrigido na manutenção de rotina (pág. 10-3).
Parâmetros do avental (§10.2)
Distância, de cada lado, entre a face externa do duto e a borda do avental: W₀ = conjunto + 2a. Em branco, a = D (Figura 10.4). Com boca, W₀ é a largura final da soleira.
Opcional: preencha para conferir um projeto existente.
Quantidades e relatório
Só medição: nada aqui muda o cálculo hidráulico. O quadro completo abre em página própria, pelo botão “Ver quantidades” de cada cartão. A USBR VI usa as espessuras tabeladas da Tabela 9.2 e ignora o campo de espessura. Para a SAF, a CSU e a Contra Costa o HEC-14 não dá espessura estrutural, e em branco a página estima parede em consola (t ≥ H/10, mínimo de 0,20 m) — valor a confirmar no cálculo estrutural. A cortina (cut-off) tem de ser mais funda que a erosão esperada (pág. 8-28), que o manual não calcula: em branco, o item não é quantificado.
Boca de saída — da saída do bueiro ao dissipador §4.1 · Eq. 4.1 a 4.4 · Figuras 4.3 e 4.4
Quadro dos dissipadores limitações da Tabela 1.1 do HEC-14 · pág. 1-2
Dissipadores avaliados por esta página, com as limitações da Tabela 1.1 do HEC-14, se foram dimensionados neste cálculo, o motivo, as ressalvas e o item do manual com a metodologia.
Tipo de dissipador
Limitações
Dimensionado
Motivo
Ressalvas
Metodologia
Detritos admissíveis — N nenhum · L baixo · M moderado · H alto (silte/areia · blocos · flutuante)Froude na saída pela definição do HEC-14: Vo/√(g·ye)
Dissipador adotado escolha do projetista nesta alternativa
Só entram os dissipadores dimensionados neste cálculo com veredito conforme ou com ressalvas; os excluídos pela Tabela 1.1 ou reprovados aparecem desabilitados, com o motivo. Para registrar, salve a alternativa na barra Projeto; para indicar que ela é a solução do bueiro, marque "Solução adotada para este bueiro".
Dimensionamentos
Bacia SAF §8.2 e §8.5 · Eq. 8.2 a 8.8 e 8.17 a 8.27 · Figura 8.5
Planta em escala verdadeira · meio bloco de rampa junto a cada parede; defletores com a sobra da largura dividida entre as paredes (Figura 8.5) · alas e cortina esquemáticas
Detalhe das peças em axonometria cavaleira, na mesma escala entre siBloco de rampa: cunha de topo horizontal e face vertical a jusanteDefletor do piso: trapézio, com o topo menor que a baseSoleira terminal: triângulo de talude 1V:2H subindo até a crista
Bacia rígida CSU §9.1 · Eq. 9.1 a 9.5 · Tabela 9.1 · Figuras 9.3 e 9.4
Perfil pelo eixo, em escala verdadeira · a lâmina cai de yo para yA em 2Wo (Figuras 4.3/4.4) e o traço sobre os elementos é ilustrativo
Planta em escala verdadeira · alargamento com a divergência ue da Eq. 9.5 · primeira fileira a 2Wo da saída, fileiras espaçadas de L e alternadas, bacia terminando L depois da última (LB = 2Wo + L·Nr)
Detalhe do elemento em axonometria cavaleira · contorno do perfil (comprimento × altura) extrudado pela largura W₁O HEC-14 dimensiona a largura W₁ e a altura h (Tabela 9.1 e passo 4); a espessura do elemento — o comprimento no desenho — não é dimensionada pelo manual — o Apêndice C trata só do arrasto (Eq. C.1) e da ancoragem (Eq. C.2), e a distância LC é escolha do projetistaEstimativa — não é dimensionamento estrutural. O valor foi estimado para fins de estudo ou quantitativo e deve ser confirmado por cálculo estrutural: é o maior entre 0,20 m de mínimo construtivo (cobrimento de 4 cm por face mais armadura), h/3 e o que a flexão na base exigiria, arredondado para cima a cada 5 cm. Como LC = e/2, dobrar a espessura reduz a força de ancoragem à metade
Bacia Contra Costa §9.2 · Eq. 9.7 a 9.10 · Figura 9.6
Detalhe das peças em axonometria cavaleira, na mesma escala entre si · contornos iguais aos do perfilDefletor menor, defletor maior e soleira terminal: retângulos que nascem no piso e atravessam a largura WBEstimativa — não é dimensionamento estrutural. O §9.2 dimensiona a hidráulica e não fixa espessura; o Apêndice C traz o arrasto e a ancoragem, que são do projetista
Bacia de impacto USBR Tipo VI §9.4 · Figuras 9.13 a 9.15 · Tabela 9.2
Detalhe das peças em axonometria cavaleira, na mesma escala entre si · contornos iguais aos do corteDefletor suspenso: L invertido, com haste vertical e aba superior voltada para montanteSoleira terminal: retângulo que nasce no piso
Bacia de enrocamento §10.1 · Eq. 10.1 a 10.3 · Figuras 10.1 e 10.2
Planta em escala verdadeira · fundo com alargamento 1:3 de cada lado · taludes 2:1 na entrada e na saída do poço e talude lateral z:1 (Figura 10.2)Faixa azul na soleira: largura TOTAL do escoamento calculada (§4.1), limitada pelas alas — os jatos de cada duto não são representados separadamente · o tracejado corre num ritmo proporcional à velocidade calculada de cada trecho, o mesmo no perfil e na planta
Avental de enrocamento §10.2 · Eq. 10.4/10.5 · Tabela 10.1 · Figura 10.4
Planta em escala verdadeira · alargamento 1:3 de cada ladoFaixa azul na soleira: largura TOTAL do escoamento calculada (§4.1), limitada pelas alas — os jatos de cada duto não são representados separadamente · o tracejado corre num ritmo proporcional à velocidade calculada de cada trecho, o mesmo no perfil e na planta
Proteção a jusante §10.3 · Eq. 10.6 · Figura 10.3
Atenuação da velocidade ao longo do eixo a jusante e o D₅₀ correspondente, pela Figura 10.3 e pela Eq. 10.6.
L/De
L (m)
VL/Vo
VL (m/s)
D50 (m)
VL ao longo do eixo (Figura 10.3)Velocidade admissível