39684938 Capitulo I Muros de Suporte

8/7/2019 39684938 Capitulo I Muros de Suporte

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Universidade Politcnica/ Apolitcnica

Jorge Pindula, Eng Civil Captulo I - Muros de Suporte.doc - 0/12

CCaappttuulloo 11

AANNLLIISSEE EE DDIIMMEENNSSIIOONNAAMMEENNTTOO DDEE MMUURROOSS DDEE SSUUPPOORRTTEE

nnddiiccee TTeemmttiiccoo

1. Introduo ...................... ..................... ...................... ..................... ..................... ............. 1

1.1. Definio ..................................................................................................................................... 1

1.2. Tipos de Muros de Suporte ...................................................................................................... 1

1.3. Solues Construtivas............................................................................................................... 3

1.4. Classificao ............................................................................................................................... 5

1.4.1. Quanto fundao ............................................................................................................. 5

1.4.2. Quanto altura ................................................................................................................... 5

1.5. Critrios de dimensionamento ................................................................................................ 5

2. Muros de Beto Armado ......................................................................................................... 6

2.1. Tipos e Classificao ................................................................................................................. 6

2.2. Aces e Solicitaes ................................................................................................................. 6

2.3. Dimensionamento ................................................................................................................... 10

2.3.1. Verificao da estabilidade Externa .............................................................................. 102.3.2. Dimensionamento Interno .............................................................................................. 11

Exemplo ........................................................................................................................................... 11


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Eng. Civil/Apontamentos Beto Pre - Esforcado


1. Introduo1.1.DefinioUm muro de suporte em geral uma obra de reteno de terras apoiadas em uma fundao

superficial ou profunda usado em encontros de pontes, nos taludes, nas caves de edifcios,

etc. So usados tambm para ligar uma Estrada e uma ponte pela parte inferior da Estrada.

Os muros de suporte so geralmente constitudos de elementos verticais, terrapleno e ainda

elementos horizontais. Podem ser construdos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou em betao

(simples ou armado), ou ainda, de elementos especiais.

Figura - Constituiao dum muro de suporte

1.2.Tipos de Muros de SuporteExistem diversos tipos de Muros de Suporte, saber:

a) Muros de GravidadeOs muros de gravidade so estruturas de suporte de

terras, em geral de pedra ou de beto (simples ou

armado), nas quais o peso prprio, ou este

combinado com o de parte de terras suportadas,

desempenha um papel fundamental na respectiva

estabilidade.

Estes muros so de grande rigidez sendo

desprezveis as deformaes por flexo, a estimativados impulsos ento baseada nas teorias clssicas.


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A inclinao mnima de 2% na parede jusante do muro deve-se ao facto de para mobilizar o

impulso activo ter de existir uma ligeira rotao pela base, no ficando o muro com um

aspecto de desaprumado.

b) Muro de GabiesOs muros de gabies so constitudos por caixas com forma paralelipipdica, executadas em

rede de ao galvanizado, preenchidas por pedra de pequena dimenso, e constituem a

verso moderna dos muros de alvenaria.

O seu uso est a ser implementado principalmente nas redes virias, visto ter um bom

enquadramento na paisagem.

A geometria do muro em gabio variada sendo as mais correntes as representadas na fig.

c) Muros de terra armadaA terra armada um processo de conteno de solos que consiste na sustentao dos

mesmos atravs de pequenos painis de beto, ou em chapa de ao galvanizado, amarradas

por armaduras metlicas embebidas no terreno que sero colocadas horizontalmente,

devendo mobilizar os esforos de atrito terreno/armadura que daro a estabilidade ao

conjunto.


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Para este tipo de muro ento essencial o atrito entre armadura e terreno, por isso no

aconselhvel utilizar este tipo de conteno em terrenos de baixo coeficiente de atrito, no

sendo mesmo possvel, a sua utilizao em solos argilosos.

Este sistema de conteno obriga a uma remoo completa da terra a montante do muro com

uma extenso significativa, sendo por isso aconselhvel apenas nas obras de elevao

artificial do terreno sujeito conteno, como por exemplo acesso a viadutos ou elevao da

cota de estradas, etc.

d) Muros de Beto Armado (objecto de estudo)So os muros constitudos por beto simples e armadura compondo o beto armado no qual

esta combinao dos material desempenhe a fundamentais estabilidades interna e externa.

1.3.Solues ConstrutivasNormalmente os muros de suporte so formados por uma Cortina de beto armado o qual

pode ter vrios aspectos conforme as aces actuantes e a esttica que se pretende.

Um muro de suporte pode resistir ao impulso das terras pelo seu prprio peso ou

"mobilizando" um certo peso de terras que funcionar solidrio com o seu prprio peso.

Para grandes Alturas a laje vertical ("alma") do muro viria com grande espessura e por isso

se costuma optar por um muro com nervuras transversais (estabilizadores) ou contrafortes

convenientemente espaados.

Neste caso a laje vertical de reteno, (a "alma") apoia, "continuamente" nos contrafortes.Para garantir a aderncia ao terreno, os muros L (e os contrafortes) tm algumas vezes um

"taco" que garante a mobilizao de todo o atrito terras-terras na base do muro.


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Quando o muro de suporte um muro-cais ou est em rea permanentemente submersa no

so de admitir ou no so, pelo menos, recomendveis obras de reteno de beto armado

dada a possibilidade da rpida oxidao das armaduras. Por isso se usam sempre que

possvel muros de blocos de beto simples que so justapostos e formam um muro de

gravidade.

Outro tipo de obra de reteno de terras so os encontros de ponte. Estes podem ser simples

muros de beto armado (ou de alvenaria) com uma mesa de apoio para receber as vigas que

constituem a estrutura principal da ponte, ou encontros do tipo "cofre" que como o nome

indica so "caixas" com quatro muros de reteno: o da frente ou muro de "testa" que recebe

os apoios das vigas principais; o muro de "tards" que recebe os impulsos das terras do

aterro; e os muros de "ala" que retm os cones laterais de aterro.

As dimenses de um muro so obtidas de incio a partir de obras j existents estveis.

Seguidamente so feitos clculos de estabilidade "exterior" ou "global" e "interior" ou "local"

para confirmao e avaliao de armaduras no caso dos muros de beto armado.

Os muros muito compridos devem ser feitos por fases e intercalando as betonagens. Isto por

causa dos problemas de retraco do beto. Na zona de unio conveniente usar juntas deborracha incorporados no beto de modo a evitar infiltrao.

Nos muros devem tambm ser colocados sistemas de drenagem usualmente denominados

barbacs, filtros e/ou geotxteis pois o impulso hidrosttico devido estas guas retidas

fortemente desfavorvel estabilidade. Assim, esses drenos tero de ter granulometria

apropriada, isto , tm de satisfazer as "condies de filtro, pois de outro modo sero

obstrudos.


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Legenda:

1-dreno

2-filtro geotextil

3-camada drenante (brita)

4-barbacs

1.4.Classificao1.4.1. Quanto fundao

- Muro de suporte com sapata atrs- Muro de suporte com sapata frente- Muro de suporte com sapata em ambos lados

1.4.2. Quanto altura

- Com altura, h at 1.5m: muros pequenos com cortinas de espessura constante fina ouespessas

- 1,5 < h 4,0m: cortinas geralmenete de espessura varivel- 4,0 < h 4,0m: cortinas com contrafortes ou com estabilizador traseiro- h 8,0m: muros grandes combinao de contraforte e estabilizadores

1.5.Critrios de dimensionamento

Na elaborao dos projectos de conteno necessrio:

- Verificar a resistncia orgnica de todos os elementos estruturais (estabilidadeinterna), tanto na fase definitiva da obra como nas fases de execuo, no esquecendo

verificaes respeitantes fissurao dos betes, deformaes do mesmo ou esforos

adicionais provenientes de assentamentos.

- Verificao do equilbrio esttico do conjunto da obra e tambm de cada um dosconjunto parcelares que a compem.

- Verificao da estabilidade dos macios (sejam eles activos ou passivos)


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- Finalmente, e no descursando a necessidade de outros critrios aqui nomencionados, consoante a observao das caractersticas do terreno poder ser

necessrio verificar os efeitos de uma possvel percolao subterrnea com

arrastamento de partculas dos macios, que provocaro inevitveis assentamentos; apresena de camada mole no fundo da fundao; inclinaes de estratos favorecendo

o escorregamento; grandes gradientes de escoamento da camada aqufera, que

exigem um correcto dimensionamento para a estabilidade geral da obra.

2. Muros de Beto Armado2.1.Tipos e Classificao

- Muros armados verticalmente: h 3,5m- Muros armados horizontalmente: h > 3,5m- Muros armados em cruz

2.2.Aces e SolicitaesDe um modo geral as solicitaes a considerar no dimensionamento de um muro so:

- Determinao dos impulsos activos e passivos, no esquecendo a fora de percolaoquase sempre presente e geralmente favorvel ao impulso activo e desfavorvel ao

impulso passivo, isto , contra a segurana

- Presso directa da gua;- Cargas e sobrecargas, actuando directa ou indirectamente na obra, e no esquecendo

ainda as sobrecargas previstas durante a execuo da obra;

- Reaces de tirantes e escoramentos;- Reaces do terreno aps a libertao de escoramentos ou ancoragens provisrias;

No caso de haver trfego h que considerar cargas concentradas das rodas dos veculos no

topo do terrapleno, as quais algumas vezes so substitudas por cargas distribudas

"estaticamente equivalentes".

Por outro lado, nos muros-cais h que contar sempre com uma diferena de nveis de gua

dentro e fora do aterro, devida ao efeito da mar.


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No caso dos encontros de ponte h que contar com todas essas foras e ainda com as

reaces dos aparelhos de apoio que alm de foras normais (verticais) tm foras

horizontais: frenagem, lacete e foras do vento no tabuleiro e no combio.

2.2.1. Impulso do terreno

22

2h

kh

khI taata ==

2

2h

kI tpp =

Onde, t

- Peso especfico do terreno

O impulso passivo eventual e s deve ser considerado em caso de confiana no terreno

existente frente do muro (no remexido pelo movimento de terras quando do seu fabrico).

Tambm, se:

( ) ( ) coscos2

2

ataah Ih

kI ==

( ) ( ) cos2

2

atpav Isenh

kI ==

De qualquer modo, do lado da segurana admitir sempre: I av= 0 e I ah= I a . Por outro lado,

sendo sempre muito pequeno, no h prejuzos econmicos com significado nesta

simplificao.

2.2.2. Impulso das guas


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2

2

22

hI OHOH =

conveniente recordar a igualdade entre o impulso horizontal e peso da gua (efeito

hidrosttico), distinguindo com o que se passa com o terreno (efeito no hi drosttico), ou

seja, o peso do terreno uma grandeza distinta do seu impulso sobre o paramento (na

verdade o peso do terreno multiplicado pelo seu coeficiente de impulso horizontal, seja

activo, passivo ou neutro).

Na generalidade dos casos, mais gravoso o impulso da gua que o do prprio terreno, no

que respeita ao impulso activo, j que o seu coeficiente assume valores entre 0.2 e 0.4,

normalmente.

2.2.3. Impulso de sobrecargas uniformemente distribudashqkI aah =

H que verificar se o efeito da sobrecarga resulta num benefcio para a estabilidade do muro,

caso em que no deve ser considerada, j que a mesma pode nem sempre est presente. Na

verdade, a aco da sobrecarga sobre o terreno propaga-se at sapata, pelo que este efeito

pode ser mais favorvel que o do impulso horizontal que a mesma provoca, sendo, ento, do

lado da segurana no a contabilizar.

Contudo, se esta sobrecarga tiver caractersticas de carga permanente, ter que ser tida em

conta, mas no majorada de for positiva.


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2.2.4. Peso do terreno

ttt VP =

2.2.5. Peso da guaDeve-se ter o cuidado se considerar se a presena da gua no terreno ir actuar como uma

aco favorvel ou desfavorvel.

Assim, se a gua no descer ab aixo do nvel inferior da sapata e estiver sempre presente,dever ser considerada pois desfavorvel. Contudo, se tiver algum efeito ascendente

(existir abaixo da face inferior da sapata) poder ter resultante favorvel, dado o efeito de

imerso da sapata (tendo-se que retirar ao peso prprio do beto armado o da gua), e ter

que se verificar se dever entrar no clculo, salvaguardando a segurana.

No caso do seu efeito ser desfavorvel a presena da gua surge, em termos de

quantitativos, no peso do terreno admitindo este como saturado.

satttsatt VP ,, =

2.2.6. Peso da estrutura

eee VP =

2.2.7. Peso da sobrecarga

itg AVP =


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Este peso ser eventual, pois s dever ser considerado se estiver sempre presente no

terreno em cima da sapata do muro (ver impulso da sobrecarga).

2.3.Dimensionamento2.3.1. Verificao da estabilidade ExternaDesigna-se por estabilidade "exterior" a estabilidade do muro como um todo. No mbito da

estabilidade exterior uma das verificaes a realizar refere-se segurana contra o

"derrubamento" ou rotao.

H ainda um impulso Ip oposto ao primeiro devido ao facto de que o muro tem, em geral, a

sua base enterrada a certa profundidade. No , porm, recomendvel contar com esse

impulso uma vez que por via de regra essas terras na frente do muro podem ser removidas

por exemplo para instalao de canalizaes ou logo aquando da construo do muro ter

sido feito o aterro no tards do muro antes de se aterrar na frente como seria de boa regra

construtiva.

Os momentos devidos ao peso prprio e terras aderentes (Me) dizem-se "estabilizadores" e

os momentos devidos ao impulso activo, ao impulso da gua no tards e gradientes

hidrulicos, dizem-se "derrubadores".

O coeficiente Fsd de segurana ao derrubamento define-se pelo coeficiente:

=d

e

sdM

M

F


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onde

Me a soma dos momentos estabilizadores e

Md a soma dos momentos derrubadores (em relao aresta A).

Em geral para haver estabilidade ao derrubamento exige-se que Fsd > 1,5 ou 2.0

2.3.2. Dimensionamento InternoA estabilidade interior diz respeito s armaduras (e dimenses mnimas nas espessuras) se o

muro de beto armado. Se o muro de alvenaria diz respeito s tenses nas alvenarias

que, em geral, tero de ter de compresso, podendo em condies excepcionais, admitir-sereduo na seco desde que a tenso na aresta mais comprida continue suficientemente

baixa.

Exemplo

Dimensionar um muro de Suporte em beto armado

encastrado na fundacao e livre no topo, destinada a

realizar um desnvel de 3,5metros e sujeito asobrercargas do tipo pavimento rodovirio. A largura

do muro e de 30metros. Material: B20/A400

Caracteristicas do solo (silte arenoso): =18kN/m3;

ka=0,30; =(30 - 35); solo,sd=300kPa

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