ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DOS PARÂMETROS ENVOLVIDOS NO PROJETO DE ... · PDF...

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  • CENTRO UNIVERSITRIO UNIVATES

    CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

    TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO II

    ANLISE DE SENSIBILIDADE DOS PARMETROS ENVOLVIDOS

    NO PROJETO DE FUNDAES SUPERFICIAIS

    Dbora Cristina Posselt

    Lajeado, junho de 2016.

  • 2

    Dbora Cristina Posselt

    ANLISE DE SENSIBILIDADE DOS PARMETROS ENVOLVIDOS

    NO PROJETO DE FUNDAES SUPERFICIAIS

    Monografia apresentada na disciplina de

    Trabalho de Concluso de Curso II, do curso

    de Engenharia Civil, do Centro Universitrio

    UNIVATES, como parte da exigncia para

    obteno do ttulo de Bacharel em

    Engenharia Civil.

    Orientadora: Dr. Emanuele Amanda Gauer.

    Lajeado, junho de 2016

  • 3

    Dbora Cristina Posselt

    ANLISE DE SENSIBILIDADE DOS PARMETROS ENVOLVIDOS

    NO PROJETO DE FUNDAES SUPERFICIAIS

    A Banca examinadora abaixo aprova o Trabalho de Concluso apresentado na

    disciplina de Trabalho de Concluso de Curso Etapa II, na linha de formao

    especfica em Engenharia Civil, do Centro Universitrio UNIVATES, como parte da

    exigncia para a obteno do grau de Bacharel em Engenharia Civil:

    Prof. Dr. Emanuele Amanda Gauer

    orientadora - Centro Universitrio

    UNIVATES

    Prof. Dr. Joo Rodrigo Guerreiro

    Mattos Centro Universitrio

    UNIVATES

    Prof. Me. Rafael Mascolo Centro

    Universitrio UNIVATES

    Lajeado, junho de 2016

  • 4

    AGRADECIMENTOS

    Meu agradecimento a todos aqueles que contriburam de alguma forma na

    realizao deste trabalho, em especial destaco:

    Primeiramente a Deus, por sua proteo divina, pois sem ela no estaria

    concluindo esta etapa to importante em minha vida.

    A minha famlia, meu marido Alan O. Borger, meus pais, Decio e Cristini

    Posselt, e meu irmo Drvin C. Posselt, que me deram o apoio necessrio para

    nunca pensar em desistir ao longo de minha caminhada acadmica.

    Por ltimo, minha professora orientadora Emanuele A. Gauer, pelos

    conhecimentos repassados e sugestes para a realizao deste trabalho.

  • 5

    RESUMO

    A capacidade de carga um item muito importante a ser determinado no projeto de

    fundaes. Ela pode ser entendida como a resistncia do solo at sua ruptura, ou

    seja, o quanto de carga ele suporta antes de romper. As fundaes tem a funo de

    transmitir as cargas da estrutura para o solo. Para isso, existem dois tipos de

    fundaes: as superficiais e as profundas, que so adotadas conforme o mecanismo

    de transferncia da solicitao da estrutura para o solo. Para estimar a capacidade

    de carga das fundaes superficiais existem diversos mtodos, dentre eles o mtodo

    terico de Terzaghi (1943), com a frmula generalizada para o clculo da

    capacidade de suporte de fundaes rasas, qual foram introduzidos alguns fatores

    por Hansen (1961) apud Velloso e Lopes (2010) e Vesic (1975). O presente trabalho

    analisa a sensibilidade dos parmetros de resistncia do solo e da estrutura da

    fundao no clculo da capacidade de carga das fundaes superficiais. Os

    resultados foram obtidos atravs de uma planilha eletrnica analisando 2 modelos:

    caso geral com solo coesivo-friccional (com e c); e estudo de caso do solo de

    Lajeado (com = 0). Percebeu-se que os parmetros esto totalmente ligados

    carga que o sistema solo-fundao suporta, conforme aumentam os valores dos

    parmetros tambm aumenta a capacidade suporte da fundao, tanto para o caso

    geral como para o estudo de caso do solo de Lajeado, sendo que o aumento da

    largura da base, profundidade da fundao, peso especfico do solo e da coeso do

    solo provocam um acrscimo linear na capacidade de carga. O aumento do ngulo

    de atrito provoca um acrscimo exponencial de capacidade de carga. Somente as

    inclinaes da base e do terreno provocam um decrscimo polinomial na capacidade

    de carga das fundaes superficiais. Desta forma, foi possvel estabelecer relaes

    que representem o crescimento de capacidade de carga ruptura do solo com a

    variao de cada um dos parmetros.

    Palavras chave: Fundaes superficiais; capacidade de carga, parmetros

    geotcnicos.

  • 6

    LISTA DE FIGURAS

    FIGURA 1: ESQUEMA DO NGULO DE ATRITO ............................................................................................. 21 FIGURA 2: ENVOLTRIA DE RUPTURA ....................................................................................................... 22 FIGURA 3: EQUIPAMENTO DE ENSAIO DE CISALHAMENTO DIRETO ................................................................ 23 FIGURA 4: EQUIPAMENTO DE ENSAIO DE COMPRESSO TRIAXIAL ................................................................ 25 FIGURA 5: EQUIPAMETO DE SONDAGEM SPT ............................................................................................ 27 FIGURA 6: EQUIPAMENTO DE ENSAIO CPT ................................................................................................ 28 FIGURA 7: SISTEMA SAPATA-SOLO ............................................................................................................ 30 FIGURA 8: TIPOS DE FUNDAO SUPERFICIAL ........................................................................................... 31 FIGURA 9: FORMATO DOS RADIERS ........................................................................................................... 34 FIGURA 10: PRESSES DE CONTATO E ESFOROS INTERNOS DA FUNDAO ............................................... 35 FIGURA 11: INFLUNCIA DOS FATORES: PROPRIEDADES DO SOLO (A) E INTENSIDADE DAS CARGAS (B-D) ...... 36 FIGURA 12: INFLUNCIA DOS FATORES: CARACTERSTICAS DAS CARGAS APLICADAS (A) E RIGIDEZ RELATIVA

    FUNDAO-SOLO (B) ........................................................................................................................ 37 FIGURA 13: CONTRIBUIES DA ESTRUTURA ............................................................................................. 38 FIGURA 14: CONJUNTO CONSTITUDO (A) FUNDAO E SUPERESTRUTURA (B) FUNDAO E VIGA EQUIVALENTE

    ....................................................................................................................................................... 39 FIGURA 15: COMPORTAMENTO DO SOLO AT SUA RUPTURA ...................................................................... 40 FIGURA 16: RUPTURA GENERALIZADA ...................................................................................................... 41 FIGURA 17: RUPTURA DE PUNCIONAMENTO .............................................................................................. 42 FIGURA 18: RUPTURA LOCALIZADA ........................................................................................................... 42 FIGURA 19: CURVA TENSO X RECALQUE PARA ENSAIO DE PLACA EM ARGILA .............................................. 44 FIGURA 20: PLANO DE RUPTURA ............................................................................................................... 51 FIGURA 21: CUNHA DE SOLO ABAIXO DA SAPATA ....................................................................................... 51 FIGURA 22: REA EFETIVA ....................................................................................................................... 55 FIGURA 23: FUNDAO MODELO ............................................................................................................... 63

  • 7

    LISTA DE TABELAS

    TABELA 1: VALORES DE TENSO ADMISSVEL CONFORME O TIPO DE SOLO................................................... 47 TABELA 2: TENSES BSICAS SEGUNDO A NBR 6122/1994 ...................................................................... 48 TABELA 3: FATORES DE CAPACIDADE DE CARGA ........................................................................................ 57 TABELA 4: FATORES DE FORMA ................................................................................................................ 58 TABELA 5: VALORES INICIAS DOS PARMETROS ......................................................................................... 64 TABELA 6: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DA LARGURA DA BASE ................................................ 65 TABELA 7: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DA PROFUNDIDADE DE ASSENTAMENTO ...................... 66 TABELA 8: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DO NGULO DE ATRITO INTERNO DO SOLO .................. 67 TABELA 9: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DA COESO DO SOLO ................................................. 68 TABELA 10: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DO PESO ESPECFICO DO SOLO ................................ 69 TABELA 11: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DA INCLINAO DA BASE .......................................... 70 TABELA 12: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DA INCLINAO DO TERRENO ................................... 71 TABELA 13: DADOS DOS ENSAIOS SPT DE LAJEADO/RS ............................................................................ 73 TABELA 14: VALORES INICIAS DOS PARMETROS DO ESTUDO DE CASO ....................................................... 74 TABELA 15: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DA LARGURA DA BASE .............................................. 75 TABELA 16: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DA COESO DO SOLO ............................................... 76 TABELA 17: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DO PESO ESPECFICO .............................................. 77 TABELA 18: METODOLOGIA DE PESQUISA VARIAO DA INCLINAO DO TERRENO ................................... 78 TABELA 19: PESO ESPECFICO DE SOLOS ARGILOSOS ................................................................................ 79 TABELA 20: EQUAES QUE REPRESENTAM A CAPACIDADE DE CARGA COM O AUMENTO DA LA