Tabelas Para Fundações Superficiais

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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