Recalques Em Fundações Superficiais - Aula 05

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  • RECALQUES EM FUNDAES SUPERFICIAISAULA 05FUNDAESPROF.: MSc. RODRIGO JUNQUEIRA MOTA1PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DE GOIS

  • RECALQUES EM FUNDAES SUPERFICIAISDefine-se recalque de uma fundao, como sendo o deslocamento vertical para baixo, sofrido pela base da fundao em relao ao indeformvel;Esse deslocamento resulta da deformao do solo sobre o qual se apia o elemento da fundao.

    CONCEITOS:

    Totais ou absolutos (w) de uma sapata isolada;Diferenciais ou relativos () entre duas sapatas vizinhas;Distoro angular ( = /L) onde, = w1 w22

  • 3RECALQUES EM FUNDAES SUPERFICIAIS

  • 4TIPOS:Imediato: ocorre imediatamente aplicao da carga;Ao longo do tempo (adensamento): ocorre com a sada lenta da gua dos poros (diminuio da presso neutra, u);Recalque secundrio: ocorre mesmo aps a presso neutra ter se dissipado, devido ao rearranjo estrutural causado por tenses de cisalhamento. Lentamente nos solos argilosos, geralmente desprezado no clculo de fundaes.RECALQUE ABSOLUTO OU TOTAL

  • 5RECALQUE ABSOLUTO OU TOTAL

  • 6MTODOS PARA PREVISO DE RECALQUESMTODOS TERICOS: So aqueles usados para fazer a previso de recalques de sapatas baseada na TEORIA DA ELASTICIDADE.

    MTODOS SEMI-EMPRICOS: So mtodos em que os parmetros de deformabilidade, obtidos por meio de correlaes empricas a partir de ensaios in situ, de natureza esttica (Cone e Pressimetro) ou dinmica (SPT), so combinados a modelos de previso de recalques teoricamente exatos ou adaptaes deles.

  • 7MTODOS EMPRICOS: Consistem no emprego de TABELAS DE VALORES tpicos de tenses admissveis com base na descrio do terreno de fundao (compacidade ou consistncia por meio de investigaes geotcnicas). Os recalques so valores convencionalmente admissveis.

    PROVA DE CARGA SOBRE PLACA: Mtodos que utilizam os resultados do ensaio de prova de carga sobre placa, interpretando-os de modo a levar em conta as relaes de comportamento entre a placa e a fundao real.MTODOS PARA PREVISO DE RECALQUES

  • 8MTODOS TERICOSRecalques imediatos em argilas

    Para camada semi-infinita:

    Para se obter o recalque no drenado ou imediato, lana-se mo das expresses baseadas na Teoria da Elasticidade, considerando-se o solo um meio linear-elstico, alm de ser uma argila.

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    Onde: intensidade da tenso de contato aplicada; B dimenso caracterstica ou menor lado da fundao (largura); coeficiente de Poisson do material do solo; E mdulo de Young do solo; e I fator de influncia para o recalque.MTODOS TERICOS

  • 10MTODOS TERICOS

  • 11Para camada finita:Em muitos casos, a camada argilosa deformvel de espessura finita, sobreposta a um material que pode ser considerado rgido ou indeformvel (rocha, por exemplo).Considere, por exemplo, uma sapata retangular (largura B e comprimento L) ou circular (dimetro B) apoiada a uma profundidade h da superfcie do terreno e que a camada de solo compressvel tem espessura H, contada a partir da base da sapata.MTODOS TERICOS

  • Esse problema foi resolvido por Janbu et al. (1956), apud Simons & Menzies (1981), para o caso particular de deformaes a volume constante ( = 0,5), representativo de argilas saturadas em condies no-drenadas. Assim, o recalque mdio de sapatas flexveis dado por :

    Os valores de 0 e 1 so apresentados na Figura X, em curvas adequadas da relao L/B e em funo, respectivamente, de h/B e H/B.12MTODOS TERICOS

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  • 9Subcamadas Argilosas:A camada argilosa compressvel pode apresentar subcamadas de diferentes valores de mdulo de deformabilidade;

    Quando o solo da fundao no homogneo, e seus parmetros variam com a profundidade, pode-se subdividi-lo em extratos homogneos, determinando-se para cada um deles o acrscimo mdio de tenso e o mdulo de elasticidade mdio. MTODOS TERICOS

  • 15Admitindo-se cada substrato como um material elstico e homogneo, pode-se utilizar a lei de Hooke para determinar o valor do recalque:

    Onde: S recalque total; n nmero de substratos; i acrscimo de tenso mdia no substrato i; Ei mdulo de elasticidade mdio do substrato i; e Li espessura do substrato i.MTODOS TERICOS

  • 16Schmertmann et al. (1970, 1978) prope um mtodo de previso para recalques baseado na Teoria da Elasticidade, para areias, em anlises de mdulos por meio do mtodo de elementos finitos e observaes de medidas de campo e modelos estudados em laboratrio. Tal mtodo relatado por diversos autores como sendo um dos mais confiveis para este tipo de clculo. A distribuio das deformaes verticais num semi-espao elstico linear sujeito a um carregamento uniforme distribudo pode ser dada por:MTODOS TERICOS

  • 17Onde: C1 fator de correo para o embutimento; C2 fator de correo para o tempo; 0 tenses verticais geostticas efetivas, em razo do peso do solo atuante na cota de apoio (assentamento) e na cota de Isp; Ei mdulo de Young do solo na profundidade z, estimado atravs de correlao com SPT; incremento de tenso na superfcie; Zi variao da profundidade na camada considerada; e Izi, Izp fatores de influncia mdio em cada camada e de pico.MTODOS TERICOS

  • 18Recalque por adensamento de argilas

    O clculo do recalque por adensamento que um solo sofrer no campo, que se processam no decorrer do tempo, se deve a uma expulso de gua dos vazios do solo a partir de dados obtidos do ensaio de adensamento. Admitindo que a compresso seja unidirecional (a compresso s se d na direo vertical) e que os slidos sejam incompressveis, temos:MTODOS TERICOS

  • Onde: H = recalque por adensamento para argilas normalmente adensadas; Cc = ndice de compresso; eo = ndice de vazios inicial; vm = tenso de pr-adensamento; v = acrscimo de tenso efetiva no centro da camada (Teoria da Elasticidade).19MTODOS TERICOS

  • Correlaes para determinar propriedades:Para argilas (kPa) Mitchell e Gardner (1975):

    Valores de coeficiente de Poisson usuais (Bowles, 1997).20MTODOS TERICOS

  • 21MTODOS TERICOS

  • 22MTODOS TERICOS

  • 23MTODOS SEMI-EMPRICOS PARA PREVISO DE RECALQUES

  • 24MTODOS SEMI-EMPRICOS PARA PREVISO DE RECALQUES

  • 25MTODOS EMPRICOS PARA PREVISO DE RECALQUES

  • RECALQUES A PARTIR DE PROVA DE CARGA SOBRE PLACA26

  • RECALQUES A PARTIR DE PROVA DE CARGA SOBRE PLACA27

  • RECALQUES A PARTIR DE PROVA DE CARGA SOBRE PLACA28

  • RECALQUES A PARTIR DE PROVA DE CARGA SOBRE PLACA29

  • RECALQUES A PARTIR DE PROVA DE CARGA SOBRE PLACA30

  • 31Os recalques admissveis so aqueles que no prejudicam a utilizao da estrutura;Os recalques uniformes ocorrem quando as fundaes sofrem recalques iguais em toda extenso da obra. J quando os recalques so desiguais, so ditos recalques diferenciais;

    As principais causas dos recalques diferenciais so:1) superposio dos campos de presses de construes vizinhas;2) grande concentrao de presses no centro das edificaes submetidas a aes aproximadamente distribudas;RECALQUES ADMISSVEIS

  • 323) distribuio irregular das aes da edificao;4) diferentes tipos de fundao em um mesmo edifcio;5) variao de espessura ou de propriedades das camadas do solo que condicionam os recalques;6) fundaes assentes em cotas diferentes.

    Em geral, no so os recalques uniformes que prejudicam a estrutura e sim os diferenciais, por provocar solicitaes adicionais na estrutura, podendo comprometer a estabilidade da obra. RECALQUES ADMISSVEIS

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    Os recalques diferenciais evidenciam-se por desnivelamentos do terrena e consequentemente da estrutura, desaprumos e fissuras na estrutura;As estruturas metlicas suportam melhor os efeitos dos recalques que as estrutura de concreto, enquanto as hiperestticas so mais sensveis que as isostticas; portanto, prevendo uma construo suficientemente rgida, pode-se minimizar os efeitos dos recalques diferenciais;Os deslocamentos limites so valores prticos utilizados para verificao em servio do estado limite de deformaes excessivas da estrutura.RECALQUES ADMISSVEIS

  • 34Segundo NBR 6118/ 2003, os deslocamentos limites so classificados em quatro grupos bsicos:Aceitabilidade sensorial: o limite caracterizado por vibraes indesejveis ou efeito visual desagradvel. Efeitos especficos: os deslocamentos podem impedir a utilizao adequada da construo;Efeitos em elementos no estruturais: deslocamentos estruturais podem ocasionar o mau funcionamento de elementos que, apesar de no fazerem parte da estrutura, esto a ela ligados; eRECALQUES ADMISSVEIS

  • 35RECALQUES ADMISSVEISEfeitos em elementos estruturais: os deslocamentos podem afetar o comportamento do elemento estrutural, provocando afastamento em relao s hipteses de clculo adotadas. os deslocamentos forem relevantes para o elemento considerado, seus efeitos sobre as tenses ou sobe a estabilidade da estrutura devem ser considerados, incorporando-as ao modelo estrutural adotado.

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