análise da capacidade de suporte vertical e assentamento ... ?· considera-se que a capacidade de...

Download Análise da capacidade de suporte vertical e assentamento ... ?· Considera-se que a capacidade de suporte…

Post on 19-Jan-2019

212 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Manual de engenharia No. 17

Atualizao: 04/2016

1

Anlise da capacidade de suporte vertical e assentamento de um grupo

de estacas

Programa: Grupo de Estacas

Arquivo: Demo_manual_17.gsp

O objetivo deste manual de engenharia explicar as aplicaes do programa GEO5 Grupo de

Estacas.

Introduo

As anlises do programa Grupo de Estacas podem ser divididas em dois grupos:

Mtodo de mola

Solues analticas

O mtodo de mola calcula a deformao de toda a fundao por estacas e determina as foras

internas ao longo de cada estaca. O carregamento definido como uma combinao ativa geral de

yxzyx HHMMMN ,,,,, . Os principais resultados so a rotao e o deslocamento da placa de

capeamento de estacas rgida e a armadura para cada estaca. O mtodo de mola est relacionado

com o captulo 18. Anlise da deformao e dimensionamento de um grupo de estacas.

A soluo analtica utilizada para analisar a capacidade de suporte vertical de um grupo de

estacas carregado apenas por uma fora normal. O resultado da anlise consiste na capacidade de

suporte vertical da fundao por estacas e no assentamento mdio das estacas.

A soluo analtica est subdividida de acordo com o tipo de solo:

para solos coesivos

para solos no coesivos

Considera-se que a capacidade de suporte vertical de um grupo de estacas num solo coesivo est

em condies no drenadas. determinada como a capacidade de suporte de uma poro de terra

em forma de prisma, que envolve o grupo de estacas, de acordo com FHWA. Apenas a coeso total

do solo (resistncia ao corte no drenada) uc definida para realizar esta anlise.

O assentamento de um grupo de estacas em solo coesivo (em condies no drenadas) baseia-se

na anlise de assentamento de uma fundao fictcia (conhecida como assentamento por

consolidao de um grupo de estacas ou mtodo 2:1).

2

A anlise do assentamento deste grupo de estacas considera a influncia da profundidade da

fundao e a espessura da zona de deformao, de acordo com a metodologia para avaliar o

assentamento de fundaes. Na Repblica Checa e Eslovquia, possvel aplicar o procedimento de

acordo com CSN 73 1001 Ground under spread foundations para a anlise de assentamento do

grupo de estacas.

A avaliao de um grupo de estacas em solo no coesivo baseia-se em metodologias semelhantes

s utilizadas para a anlise de estacas isoladas em solos no coesivos (captulo 13. Anlise da

capacidade de suporte vertical de uma estaca isolada). Apenas necessrio adicionar a eficincia do

grupo de estacas, que reduz a capacidade de suporte vertical total da fundao por estacas.

A curva de carregamento de um grupo de estacas em solo no coesivo obtida da mesma forma

que a curva para uma estaca isolada (captulo 14. Anlise de assentamento de uma estaca isolada),

segundo Prof. H. G. Poulos, com a exceo do assentamento total do grupo de estacas, que

aumentado pelo fator de assentamento do grupo fg , o que permite considerar o efeito individual

das estacas do grupo. A extenso destes parmetros depende do arranjo geomtrico do grupo de

estacas.

Definio do problema

A definio geral do problema descrita no captulo 12. Fundaes por estacas introduo.

Calcule a capacidade de suporte vertical do grupo de estacas de acordo com EN 1997-1 (DA 2), no

seguimento do problema 13. Anlise da capacidade de suporte vertical de uma estaca isolada. O

carregamento resultante, que compreende xy HMN ,, , atua no centro da superfcie superior da

placa de capeamento das estacas.

Esquema de definio do problema grupo de estacas

3

Anlise

Para analisar este problema, vamos utilizar o programa GEO5 Grupo de Estacas. Para simplificar o

problema e acelerar a configurao dos parmetros gerais do problema (geometria, solo, atribuio

de solos e perfil geolgico), vamos utilizar a opo de importar dados a partir do problema 13.

Anlise da capacidade de suporte vertical de uma estaca isolada.

Nesta anlise, vamos avaliar o grupo de estacas atravs dos mtodos de clculo analticos

(NAVFAC DM 7.2, TENSO EFETIVA e CSN 73 1002), de forma idntica ao realizado para a anlise de

uma estaca isolada. Vamos focar-nos em outros parmetros que afetam os resultados globais.

Definies especficas

Na janela Configuraes, abrimos a Lista de configuraes e selecionamos a opo Norma

EN 1997 DA2. Vamos manter o sistema de clculo de soluo analtica. Neste caso particular,

vamos considerar o tipo de solo como solo no coesivo porque vamos realizar a anlise das estacas

para condies drenadas.

Caixa de dilogo Lista de configuraes

Janela Configuraes

4

Vamos importar os dados, de modo a evitar a introduo de todos os dados novamente. Vamos

comear por resolver o problema 13. Anlise da capacidade de suporte vertical de uma estaca

isolada no programa GEO 5 Estaca; na barra de ferramentas superior, clique no boto Editar e

selecione a opo Copiar dados. De seguida, no programa GEO5 Grupo de Estacas, volte a clicar em

Editar na barra de ferramentas superior e escolha a opo Colar dados. Atravs deste processo,

os dados necessrios para a anlise so transferidos para o programa e o trabalho de introduzir os

dados do problema torna-se simples.

Caixa de dilogo Inserir dados

Agora, passamos janela Estrutura. Vamos definir as dimenses em planta da laje de fundo

(placa de capeamento das estacas), o nmero de estacas pertencentes ao grupo, o dimetro das

estacas e o espaamento entre estacas (na direo x ou y ).

Janela Estrutura

5

Seguidamente, na janela Geometria, necessrio definir a profundidade do nvel fretico, o

deslocamento da cabea das estacas, a espessura da placa de capeamento e o comprimento das

estacas do grupo. Todas as estacas do grupo tm igual dimetro e comprimento.

Na janela Material, vamos definir o peso volmico da estrutura como 30.23 mkN .

Seguidamente, vamos definir o carregamento. A capacidade de suporte vertical do grupo de estacas

analisada para a carga de projeto, enquanto que a carga de servio utilizada para a anlise de

assentamento.

Caixa de dilogo Nova carga Carga de projeto (anlise)

Caixa de dilogo Nova carga Carga de servio (imposta)

Vamos realizar a anlise do grupo de estacas na janela Capacidade vertical. Para verificar a

condio de equilbrio, o valor de gR deve ser superior ao valor da carga de projeto dV atuante

(mais detalhes na Ajuda F1). Para o mtodo de anlise NAVFAC DM 7.2 e eficincia do grupo de

6

estacas La Barr (CSN 73 1002), de acordo com as configuraes iniciais da anlise, os resultados

para a capacidade de suporte vertical do grupo de estacas so os seguintes:

La Barr (CSN 73 1002): 84.0g .

kNVkNR dg 86.699190.7491 Satisfatrio

Janela Capacidade vertical

Nota: A capacidade de suporte vertical obtida para o grupo de estacas em solo no coesivo deve

ser reduzida, uma vez que as estacas afetam-se estaticamente entre si. A anlise do programa

contm vrios mtodos para determinar a eficincia do grupo de estacas g . Este parmetro

adimensional (normalmente dentro do intervalo 0.5 a 1.0) reduz a capacidade de suporte vertical do

grupo de estacas gR , de acordo com:

o nmero de estacas do grupo yx nn , ;

o espaamento entre estacas do grupo yx ss , ;

o dimetro das estacas do grupo d .

A eficincia do grupo de estacas g depende apenas da geometria definida para o grupo de

estacas. O mtodo de anlise selecionado no tem influncia.

7

possvel determinar a capacidade de suporte vertical tendo em conta outros mtodos de

determinao da eficincia do grupo de estacas g . Na janela Configuraes, atravs do boto

Editar, possvel selecionar as alternativas restantes, na seco Grupo de estacas: UFC 3-220-

01A ou Seiler-Keeney.

Caixa de dilgo Editar configuraes atuais

Para os restantes mtodos de anlise, o procedimento anlogo ao utilizado para resolver o

problema 13. Anlise da capacidade de suporte vertical de uma estaca isolada.

Os resultados da anlise da capacidade de suporte vertical de um grupo de estacas em solo no

coesivo (condies drenadas), com base no mtodo utilizado para determinar a eficincia do grupo

de estacas g so apresentados na tabela seguinte:

La Barr (CSN 73 1002): 84.0g

UFC 3-220-01A: 80.0g

Seiler-Keeney: 99.0g

8

EN 1997-1, DA2 (solo no coesivo) Mtodo de anlise

Eficincia do grupo de estacas

g

Capacidade de suporte de cada

estaca kNRc

Capacidade de suporte do grupo de

estacas kNRg

NAVFAC DM 7.2

0.84

2219.06

7491.90

0.80 7100.98

0.99 8829.18

TENSO EFETIVA 0.84

6172.80 20 840.41

0.80 19 572.96

0.99 24 560.34

CSN 73 1002 0.84

5776.18 19 501.36

0.80 18 483.79

0.99 22 982.28

Sumrio de resultados Capacidade de suporte vertical de um grupo de estacas em condies

drenadas

Concluso (capacidade de suporte vertical de um grupo de estacas)

A capacidade de suporte vertical obtida para o grupo de estacas gR em solo no coesivo deve

ser redu