Aula sobre Deformações e Recalques em Estruturas

Professor Celso da Silva Mafra Júnior Engenheiro Civil Msc AULA 09 Quando as cargas de uma determinada estrutura são transmitidas ao solo estas geram uma redistribuição dos estados de tensão em cada ponto do maciço acréscimos de tensão a qual por sua vez irá provocar deformações em toda área nas proximidades do carregamento A Engenharia tem um interesse enorme em determinar essas deformações devidas a carregamentos verticais sejam superficiais ou subsuperficiais sapatas radiers aterros etc Quanto a sapata irá recalcar Quanto meu aterro irá baixar Como esses deslocamentos evoluem com o tempo AULA 02 Considerações Iniciais É de suma importância o dimensionamento das deformações que o solo pode apresentar pois desta forma seria possível adequar tais estruturas à este comportamento mecânico De uma forma geral podese dizer que estudase os recalques sob QUATRO parcelas principais AULA 02 02 RECALQUE POR ADENSAMENTO PRIMÁRIO SAÍDA DE ÁGUA POR DISSIPAÇÃO DA POROPRESSÃO recalques lentos que ocorrem ao longo da vida útil da estrutura principalmente em solos argilosos 01 ELÁSTICO TEORIA DA ELASTICIDADE SEM ALTERAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DO SOLO recalques rápidos que ocorrem logo após as aplicações de cargas ocorrendo principalmente em solos arenosos 03 RECALQUE SECUNDÁRIO AJUSTE PLÁSTICO DO TECIDO DE SOLO DAS 2007 recalques lentos mais importante para solos orgânicos e inorgânicos altamente compressíveis AULA 02 04 COLAPSIBILIDADE ALTA INCIDÊNCIA EM SOLOS TROPICAIS recalques rápidos que ocorrem pela inundação do solo típicos de solos arenosos e alguns solos argilosos Noções Sobre Recalques Distorcionais AULA 02 04 Pilares sobre 04 elementos de fundação A B C e B A distorção entre A e B ABABLAB A distorção entre dois elementos próximos deve ser estimada e avaliarse o risco incidente Noções Sobre Recalques Distorcionais AULA 02 04 Pilares sobre 04 elementos de fundação A B C e B A distorção entre A e B ABABLAB Obs Em geral 1500 é tido como um valor de referência para a maioria das estruturas o recalque IMEDIATO é o recalque que ocorre nas primeiras idades dias logo após o momento de aplicação da carga t0 AULA 03 Esse recalque está dividido em basicamente 03 componentes o recalque elástico ocorre no momento de aplicação da carga t0 AULA 03 o dimensionamento dos recalques elásticos é ainda muito discutido na Mecânica dos Solos pois geralmente baseiase na teoria da elasticidade O que significa dizer que um material é elástico necessitam de valores de Módulo de Elasticidade do solo E e também do Coeficiente de Poisson μ do solo para estimar deformações os métodos levam a estimativas aproximadas e muitas vezes distantes logo um pouco impreciso a Tg a E então σ Eε AULA 03 Onde μ Coeficiente de Poisson do solo E Módulo de Elasticidade q Carga B Base menor dimensão I Fator de influência da forma rigidez e profundidade de apoio da sapata e da espessura do solo deformável B I q E Se 1 2 Existem várias formulações para a determinação do recalque elástico Duas delas Giroud 1968 e Groth e Chapman 1969 E I q B Se AULA 03 B I q E Se 1 2 Giroud 1968 e Groth e Chapman 1969 cl I E q B Se AULA 03 Segundo Hachich et al 1998 os valores de Módulo de Elasticidade E podem ser obtidos através da tabela Solo Consistência ou compacidade Valores sugeridos MPa Argila Muito mole 1 Mole 2 Média 5 Rija 7 Muito rija 8 Dura 15 Areia Fofa 5 Pouco compacta 20 Medianamente compacta 50 Compacta 70 Muito compacta 90 Areia com pedregulhos Pouco compacta 50 Compacta 120 Argila arenosa Silte Areia siltosa Módulo de Elasticidade E de acordo com Hachich et al 1998 Nota Valores Sugeridos por Hachich et al 1998 AULA 03 Solo Coeficiente de Poisson Areia pouco compacta 02 Areia compacta 04 Silte 0305 Argila saturada 0405 Argila não saturada 0103 Coeficiente de Poisson de acordo com Hachich et al 1998 AREIA POUCO COMPACTA 1m 2m q 30Kpa Exercício 01 Estimar o recalque elástico por Giroud 1968 AULA 03 Na prática laboratorial alguns ensaios podem servir de referência para a obtenção desses índices e o esquema abaixo ilustra o ensaio de compressão axial e obtenção de E e μ AULA 03 Na prática os valores de E dependem da pressão confinante a qual estão submetidos o que torna difícil seu estudo Um dado solo na natureza encontrase submetido a confinamentos crescentes com a profundidade AULA 03 1968 1 2 q B I GIROUD E Se 1961 I SOVINC E q B Se 1962 E I ULERY Se q r 1970 2 I MILOVIC E q r Se 1 1 2 2 WHITHMAN e RICHART I LB q E Se μ Coeficiente de Poisson do solo E Módulo de Elasticidade q Carga B Base menor dimensão I Fator de influência da forma rigidez e profundidade de apoio da sapata e da espessura do solo deformável AULA 03 B Largura da fundação menor dimensão m1 comprimento da fundação dividido pela largura da mesma LB Onde Ip AREIA POUCO COMPACTA 1m 2m q 30Kpa Exercício 02 Estimar o recalque elástico