Fundações Diretas - Conceitos e Terminologia FESV

AULA03 Fundaçõesdiretas FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 1 ParteI Introduçãoàs fundações diretas FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 2 CONCEITOSETERMINOLOGIA Fundaçõesdiretas ou superficiaisourasas Elementode fundaçãoemque acargaé transmitida aoterreno pelastensões distribuídassob a base da fundaçãoe aprofundidadede assentamentoem relaçãoaoterreno adjacenteafundaçãoé inferiora duas vezesa menor dimensão da fundação FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 3 CONCEITOSETERMINOLOGIA Fundaçõesdiretasou superficiaisourasas FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 4 BLOCO Elemento de fundação superficial de concreto dimensionadode modo que astensõesde traçãonele resultantes sejam resistidas pelo concreto sem a necessidade dearmadura Obs 1 Anorma ABNTNBR61182014 permite que haja armadura de distribuição em blocos de concreto simples para reduzir os efeitos de fissuração no entanto a áreade açodestaarmaduranãodeveserlevadaem contano dimensionamento FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 5 SAPATA Elemento de fundação em que a carga é transmitida ao terreno pelas tensões distribuídas sob a base da fundação e a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente à fundação é inferior a duas vezes a menor dimensão dafundação FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 6 SAPATACORRIDA Sapatasujeita àaçãode umacargadistribuída linearmente ou de pilaresao longo de um mesmoalinhamento FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 7 SAPATAASSOCIADA Sapatacomumamaisde um pilar FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 8 GRELHA Elemento de fundação em que a carga é transmitida ao terreno pelas tensões distribuídas sob a base da fundação e a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente à fundação é inferior a duas vezes a menor dimensão dafundação FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 9 RADIER Elementode fundaçãosuperficial que abrangeparte ou todos ospilaresde uma estrutura distribuindo oscarregamentos FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 10 ParteII Capacidade de carga 11 FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto CAPACIDADE DECARGA Consideremos uma sapata de concreto armado de base retangular com largura B e comprimento L embutida no solo a uma profundidade h em relação a superfície doterreno SejaP aforçavertical de compressãoaplicada no topo dasapataSerágerada umatensão no contato solosapatadadapor P h FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 12 CAPACIDADE DECARGA Sistemasapatasolo sistemaformado pelo elemento estrutural de fundação sapatadeconcretoepelo elemento geotécnicoo maciçodesolo Definesepor capacidadedecargaRamáximatensãoque podeatuar no sistemasapatasolosemque hajaruptura sapataou dosolo P h FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 13 TIPOS DERUPTURA Ruptura geral ou generalizada Mecanismo de ruptura do tipo frágil na qual a sapata pode girar levantando uma porção de solo para cima da superfície do terreno Ocorre em geral em solos mais resistentes argilas rijas areias compactas e em sapatas suficientemente rasas A ruptura é súbita e catastrófica FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 14 TIPOS DERUPTURA Ruptura por puncionamento Mecanismo de ruptura do tipo dúctil na qual a sapata apresenta deslocamentos significativos para baixo sem desaprumar Ocorre geralmente em solos menos resistentes mais deformáveis O solo ao redor da sapata tende a acompanhar o recalque sofrido pela fundação solo afunda FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 15 TIPOS DERUPTURA Ruptura local Mecanismo de ruptura intermediário entre a ruptura generalizada e o puncionamento Ocorre em solos de média compacidade ou consistência areias medianamente compactas e argilas médias Não apresenta um mecanismotípico FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 16 TIPOS DERUPTURA Omodo de ruptura nãodependesomentedarigidez dosolo Também é função do efeito de embutimento da sapata cota de assentamentoemrelaçãoaoterreno FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 17 CAPACIDADEDE CARGA RUPTURAGERAL Teoria desenvolvida por Terzaghi 1943 inicialmente para sapatas corridas apoiadas em areiaesujeitas a ruptura generalizada Para o desenvolvimento da teoria de capacidade de carga de um sistema sapata solo Terzaghi 1943 considera três hipóteses básicas Albiero Aoki Cintra 2011 Tratase de uma sapata corrida o comprimento L é bem maior que a largura B 𝐿 5𝐵 A profundidade de embutimento da sapata 𝐷𝑓 é inferior à largura B 𝐷𝑓 𝐵 que é a menor dimensão dos lados da sapata o que permite desprezar a resistência ao cisalhamento da camada de solo acima da cota de apoio da fundação e assim substituir essa camada de espessura 𝐷𝑓 e peso específico 𝛾 por uma sobrecarga 𝑞 𝐷𝑓 𝛾 O maciço sob a base da sapata é rígido pouco deformável caracterizando o caso de ruptura generalizada FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 18 CAPACIDADEDE CARGA RUPTURAGERAL FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 19 Sapata 𝑆𝑐 𝑆𝑞 𝑆𝛾 Corrida lado B 1 1 1 Quadrada B L 13 1 08 Circular B diâmetro 13 1 06 Tabela 1 Fatores de forma Sc Sq e Sγ Terzaghi 1943 Como a formulação inicial foi aplicada para sapatas corridas Terzaghi 1943 propôs correções como fatores de forma para utilizar sapatas com geometria circular e quadrada Considera que a capacidade de carga de um elemento de fundação por sapata é função da coesão do solo de seu peso específico e do embutimento da fundação sobrecarga CAPACIDADEDE CARGA RUPTURA POR PUNCIONAMENTO Terzaghi 1943 propôs para a capacidade de carga de solos fofos ou moles ruptura por puncionamento em geral a utilização da mesma formulação para ruptura generalizada porém aplicando uma redução empírica nos parâmetrosde resistência do soloce FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 20 CAPACIDADEDE CARGA RUPTURA PORPUNCIONAMENTO Figura abaixo mostra a obtenção dos fatores de capacidade de carga FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 21 CAPACIDADEDE CARGA RUPTURA PORPUNCIONAMENTO FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 22 CAPACIDADEDE CARGA RUPTURAGERAL Vesic 1975 incluiu ruptura por puncionamento e local formulação para fator de capacidade de carga 𝑁𝛾 fatores de forma segundo De Beer 1967 Vesic 1975 continua utilizando a formulação da capacidade de carga e os fatores de Terzaghi 1943 FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 23 CAPACIDADEDE CARGA RUPTURAGERAL 𝑁𝑐 𝑐𝑜𝑡𝑔𝜙 𝑁𝑞 1 FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 24 𝑁𝑞 𝑒𝜋𝑡𝑔𝜙𝑡𝑔2 45 Τ 𝜙 2 𝑁𝛾 2 𝑁𝑞 1 𝑡𝑔𝜙 Sapata Sc Sq Sγ Corrida 100 100 100 Retangular 1 Τ B L Τ Nq Nc 1 Τ B L tgϕ 1 04 Τ B L Circular ou Quadrada 1 Τ Nq Nc 1 tgϕ 06 Tabela 2 Fatores de forma Sc Sq e Sγ De Beer 1967 apud Vesic 1975 Fonte Cintra et al 2011 FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 25 FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 26 FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 27 CAPACIDADEDE CARGA RUPTURALOCAL Nãoháformulaçãodefinida Cintra e Aoki 2011 propõe que seja feita a média aritmética entre os valores da capacidade de carga da ruptura por puncionamento e generalizadacalculadasatravésdasformulações anteriores IDENTIFICAÇÃO DO TIPODERUPTURA FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 28 REVISÃO BULBODETENSÕES Região do subsolo que sofre acréscimo de tensões devido a atuação de um carregamentoexterno A determinação da profundidade de alcance de um bulbo de tensões é importante para verificar quais as camadas de solo subjacentes estarão sofrendoacréscimodetensões FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 24 REVISÃO BULBODETENSÕES Oalcancedo bulbo de tensõessobumasapatapode serestimadasegundo asrelações abaixo Sapatacircular ou quadradaLB z2B Sapataretangular z3B Sapatacorrida z4B OndeBé amenor dimensãodasapata FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 30 A ruptura de uma fundação direta ocorre dentro da região abrangida pelo bulbo de tensões Para uma sapata retangular por exemplo não importa para cálculo de capacidadede cargao soloabaixode3B Importante paraestimar osparâmetros ce SOLO COM DUASCAMADAS FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 31 SOLO COM DUASCAMADAS FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 32 SOLO COM DUASCAMADAS 1 Calculaacapacidadede cargado solo1 R1Comparacomacapacidadede cargade umasapatahipotética apoiadasobreo solo2R2 2 Se R1 R2 OK A capacidade de carga da fundação será R1Caso contrário utiliza umamédia ponderadadascapacidadesde cargadossolos1 e2 28 FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto SOLO COM DUASCAMADAS 3 Calcula o acréscimo de tensão que chega ao solo 2 quando aplicada a tensão de R12e compara com sua capacidade de carga R2para verificar se não poderia ocorrer rupturadessacamada FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 34 4 Se R2 OK A capacidade de carga da fundação pode ser R12 Caso contrário deve ser reduzida a capacidade de carga R12até que o acréscimo de tensãoprovocadonãoultrapasseR2 ESTIMATIVADOS PARÂMETROSCOM BASENO SPT TeixeiraeGodoy1996sugeremnaausênciade ensaiosde laboratório a correlaçãocomo índice de resistência àpenetraçãoNspt COESÃO Naausênciade ensaiosde laboratório podemserutilizadasasseguintes correlações ÂNGULO DEATRITO FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 35 ESTIMATIVADOS PARÂMETROSCOM BASENO SPT PESOESPECÍFICO FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 36 ESTIMATIVADOS PARÂMETROSCOM BASENO SPT PESOESPECÍFICO FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 37 ESTIMATIVADA CAPACIDADEDECARGANO CAMPO PROVADE CARGAEM PLACA Ensaiorealizadonaetapadeprojeto Éutilizada umaplacade açocircularcomdiâmetro de 80cme rígida apoiadanacota de assentamentoprevistaparaasfundações EnsaionormatizadopelaABNTNBR6489 Acargaé aplicadaemestágiossucessivosnaplacae aomesmotempo são medidososrecalquesocorridos FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 38 ESTIMATIVADACAPACIDADEDECARGANO CAMPO PROVADE CARGAEM PLACA FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 39 ESTIMATIVADACAPACIDADEDECARGANO CAMPO PROVADE CARGAEM PLACA FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 40 FESV Fundações e Contenções Profª Thiago Luiz Poleto 41 Obrigada