tabelas para fundações superficiais
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8/16/2019 Tabelas Para Fundações Superficiais
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Matéria PROJETO DE FUNDAÇÕES
Professor Ronald Vera Gallegos
TABELAS E GR
Á
FICOS PARA
CÁLCULO DE
CAPACIDADE DE CARGA EM
FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS E PROFUNDAS
Tabelas e gráficos para cálculo de recalques para fundações superficiais
1.
Principais normas
associadas a Fundações;
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS
NBR 6122 1986) – Projeto e Execução de Fundações
NBR 6489 1984)
–
Prova de Carga Direta Sobre Terreno de Fundação
NBR 6121/MB3472
–
Estacas -
Prova de Carga Estática
NBR 13208 1994) – Estacas – Ensaio de Carregamento Dinâmico
NBR 8681 1984) – Ações e Segurança nas Estruturas
NBR 6118
–
Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado
2.
Tipos de fundações:
Superficiais, rasas ou diretas
Profundas
3.
A diferença de acordo com a profundidade de embutimento do elemento no
solo.
A diferença de acordo com o mecanismo de ruptura;
Superficial
mecan ismo surge na superfície do terreno
Profunda
mecanismo não surge na superfície do terreno
;
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4.
ESTADO LIMITE: Estado a partir do qual a estrutura apresenta desempenho
inadequado ao desempenho da obra. São dois os estados limites:i) Estado
Limite Último ⇒ associa
-se ao colapso parcial/total da obra;
ii) Estado Limite de Utilização ⇒ quando a ocorrência de deformaçõ
es,
fissuras, etc. compro
metem o uso da construção.
5.
Fatores/Coeficientes de Segurança (Fs)
.
Em fundações os valores de FS estão associados às incertezas, refletindo a
soma dos seguintes fatores:
Investigações geotécnicas disponíveis, tipo, qualidade, quantidade,
etc.;
Parâmetros admitidos ou estimados;
Métodos de cálculo empregados;
As cargas que realmente atuam e
Os procedimentos de execução.
Tabela: 01 Fatores de Segurança globais mínimos em geotécnica (Terzaghi Peck, 1967).
Tabela: 02 Fatores de Segurança globais mínimos aplicados em Fundações no Brasil (NBR
6122, 1996)).
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6. Recalques totais limites:
7.
CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS.
FASE I ⇒ ELÁSTICA: w é proporcional à carga Q
FASE II ⇒ PLÁSTICA: w é irreversível. O deslocamento w é crescente mesmo
sem variar Q
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FASE III ⇒ PLÁSTICA: w é irreversível. A velocidade do “w” cresce
continuamente ⇒ ruptura.
8.
Mecanismos de Ruptura em Função do Solo
VESIC)
Ruptura generalizada
⇒ brusca, bem caracterizada na curva σ x w
ocorre em
solos
rígidos, como areias compactas a muito compactas e argilas rijas a duras)
Ruptura localizada
⇒ curva mais abatida. Não apresenta nitidez da ruptura.
Tí
pica de solos fofos e moles areias fofas e
argilas média e mole).
Ruptura por puncionamento ⇒ mecanismo de difícil observação. À medida que
Q cresce,
o movimento vertical da fundação é acompanhado pela compressão
do solo logo abaixo. O
solo fora da área carregada não participa do processo.
9.
Fatores que afetam a ruptura:
Propriedades do solo (rigidez/resistência)
Geometria do carregamento profundidade relativa D/B): se D/B
aumenta ⇒ punção
.
Estado de tensões iniciais (k0
): Se k
0
, aumenta ⇒ ruptura generalizada.
10.
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE
CAPACIDADE DE CARGA EM
FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS.
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a.
Teoria de Terzaghi
Hipóteses:
i) A
sapata é corrida, ou seja, L >>> B. Trata
-se de um caso bidimensional
no plano);
ii) O embutimento
da sapata (D) é menor que sua largura (B). Neste caso,
é desprezada a resistência ao cisalhamento do solo acima da cota de
apoio da sapata e substituí-se a camada pela sobrecarga q = γ.D;
iii) O
maciço de solo sob a base da sapata é compacto ou rijo ⇒ rup
tura
generalizada.
Na iminência da ruptura, em que a sapata aplica a tensão σ
r
ao solo, na cunha I, com
peso W, tem-se:
Assim, a solução de TERZAGHI, considerando a superposição dos efeitos para
ruptura geral é:
Os fatores de capacidade de carga
São
adimensi
onais e dependem apenas de φ. A
Tabela a seguir e o ábaco correspondente apresentam os valores desses fator
es.
Os fatores de capacidade de carga Nc, Nq e N
γ
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Tabela 03; Fatores de capacidade de carga para aplicação da equação de Terzaghi.
Ábaco para obtenção dos fatores de capacidade de carga da equação de Terzaghi
SOLUÇÃO DE TERZAGHI PARA O CASO DE SOLOS FOFOS E MOLES
localizada)
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TERZAGHI : também introduziu fatores de correção para levar em conta a forma da
fundação. Os fatores são s
c
e s
γ
, cujos valores são apresentados a seguir. Equação
final de Terzaghi para capacidade de carga:
Tabela 04 ; Fatores de forma para aplicação da equação de Terzaghi
Casos particulares
para a formulação de sapatas quadradas e circulares:
Caso 01
Caso 02 :
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b . Proposta de Vesic - RUPTURA GERAL
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Tabela 04:
Fatores de capacidade de carga de Vesic
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Tipos de ruptura Vesic:
c. proposta de Skempton :
O Método de Skempton (1951) é específico para o caso de argilas saturadas na
condição não drenada (Ø= 0)
.
Nesse caso particular, Nq= 1 e Ng= 0; logo a expressão de
capacidade de carga de
Terzaghi simplifica-se para:
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d.proposta de Meyehoft
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e. Proposta de HANSEN
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Tabela 05:
Fatores de capacidade de carga de Vesic/ Hansen
f. influência do lençol freático
Caso a
Caso b
Caso c
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G.
Métodos
empíricos
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Modos de ruptura
para solos areia
argilosa
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Tabela 06
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Tabela 07
Tabela 08
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Tabela 09
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Conversão de Tensão
Ex.: ( kPa = KN/m2)
Para transformar
KPa ou KN/m2 MPa = ( /1000 ou * 10-3 )
Ex.: 100 KPa=100 KN/m2 = 0,1 MPa (MPa KPa=KN/m2 ) ( * 1000 )
Conversão de Força
(KPa KN ) (KPa* m2)=KN
Ex.: 100 KN/m2 * 1m2= 100 KN
Peso específico = 16 KN/m2
EXERCÍCIOS DE FUNDAÇÃO
1-. Como base na teoria de Terzaghi, determine a capacidade de carga de uma sapata
corrida com relação (L/B > 5) apoiada em uma superfície de solo rígido com ângulo
de atrito de 30 º e coesão “C” de 80 KPa (80 KN/m2).
1- Determinar o tipo de equação a ser utilizada
=∗
C=80 KPa 0,08 MPA
2- Consultar fig. 5=> Nc =30
3-
==(
)∗ = (
)
=,
2- Pretende-se determinar a tensão de ruptura de uma sapata com largura de 2,5 m
apoiada na superfície em solo arenoso com peso específico de 17 KN/m3. O ensaio
triaxial indicou que o ângulo de atrito do solo vale 26º.
=
∗
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=
∗7/∗
= / ( / 1000) = 0,22 MPa
1.000.000 Pa =1 MPa
221.000 Pa = 0,22 MPa
3) Uma sapata com 1,5 m de largura encontra-se assente a 1,2 m de profundidade
sobre um solo com peso específico de 16,5 KN/m3. O maciço de solo sob a base da
sapata é compacto e apresenta coesão de 300 KPa e ângulo de atrito de 20º. Calcule
o valor da tensão de ruptura da fundação e cite que tipo de ruptura espera-se ocorrer?
a) Tipo de ruptura geral ou generalizada
b) Transformação da coesão de KPa para MPa
300 KPa (=300 KN/m2)
c) Cálculo de q ∗ 16,5/ ∗ 1,5 q=19,8 KN/m2
d) Determinação dos valores de carga
Nc= 14,9 Nq=6,0 N=3
e) Equação de Terzaghi
=∗ +∗
∗ ∗
= ( / ∗ , ) ( , ∗ )
, / ∗ , ∗
= ,
,
. /
,
4
) Um engenheiro deseja construir um edifício em um solo mole empregando sapata
corrida com dimensão de 2,5 x 6 m a uma profundidade de 2,5 m. Após a realização
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de ensaio triaxial o valor da coe
são foi de 210 KPa e o ângulo de atrito de 15,0 º e
peso específico de 13, KN/m
2
.
a-Que tipo de ruptura a sapata terá?
b- Qual o valor da coesão corrigida para este tipo de solo
c- Qual o valor da sobre-carga na sapata
d- Qual a tensão máxima de ruptura da fundação.
Respostas:
1- Ruptura Local (trata-se de um solo mole)
2- Determinação da coesão
`
`
∗ 210 c`= 140 KPa =140 KN/m2
3. Fatores de capacidade de carga N´c N´q N´
N´c = 8 N´q= 2 N´
4. Calculo do valor da sobre carga na sapata
∗ 13 / ∗ 2,5 q= 32,5 KN/m2
5- Cálculo da tensão de ruptura
=´∗´ +∗ ´ 1
2 ∗ ∗ ´
= 1 4 0 ∗ 8 32,5 ∗ 2
2
13 ∗ 2,5
2 2
= 1120 + 65+ 8,13= 1193 KN/m2 = 1,19 MP
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