Fundações - Terminologia, Ações, Requisitos de Projeto e Verificação da Segurança

FUNDAÇÕES CP 02 Terminologia ações requisitos de projeto e verificação da segurança em fundações 2 OBJETIVOS Apresentar elementos indispensáveis ao desenvolvimento de um projeto de fundações Discutir os requisitos básicos a que este projeto deve atender para um desempenho satisfatório das fundações 3 CONTEUDO 1 Definições 2 Ações nas fundações 3 Requisitos de um projeto de fundações 4 Verificação da segurança ao colapso e fatores de segurança DEFINIÇÕES Carga de ruptura é a carga que imposta a uma fundação conduz à ruptura do solo da infra estrutura ou a recalques excessivos inutilizando ou impedindo a utilização da superestrutura Carga admissível é a carga de ruptura dividida por um coeficiente de segurança os quais variam de caso para caso Portanto a carga ou taxa admissível define a maior carga que se deve utilizar no projeto Carga de trabalho é a carga que realmente age no elemento de fundação AÇÕES NAS FUNDAÇÕES Ø Ações provenientes da superestrutura Os esforços determinados a partir das ações e suas combinações devem ser solicitados ao projetista da estrutura a quem cabe individualizar qual o conjunto de esforços para verificação dos estados limites últimos ELU e de serviço ELS Esses esforços devem ser fornecidos em valores de cálculo já afetados pelos coeficientes de combinação e de ponderação Para o caso de fator de segurança global devese fornecer os valores dos coeficientes pelos quais as solicitações de cálculo devem ser divididas As ações são classificadas conforme sua variabilidade no tempo conforme prevê a ABNT NBR 8681 a Ações permanentes as que ocorrem com valores constantes ou de pequena variaçao em torno de sua média durante praticamente toda a vida da obra peso próprio da construção e de equipamentos fixos b Ações variáveis as que ocorrem com valores que apresentarn variações significativas em torno de sua média durante a vida da obra ações variáveis devidas ao uso da obra e ações ambientais como vento etc c Ações excepcionais são as que têm duração extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da construçao mas que devem ser consideradas nos projetos de determinadas estruturas explosões colisões incêndios enchentes sismos Ø Ações decorrentes do terreno Empuxos de terra e empuxos de sobrecargas atuantes no solo Ø Ações decorrentes da água superficial e subterrânea Devem ser considerados os empuxos de água tanto superficial quanto subterrânea Ø Ações variáveis especiais a alteração do estado de tensões causada por obras nas proximidades escavações aterros túneis etc b tráfego de veículos pesados e equipamentos de construção c carregamentos especiais de construção Ø Análise de interação fundaçãoestrutura Em estruturas nas quais a deformabilidade das fundações pode influenciar na distribuição de esforços devese estudar a interação fundaçãoestrutura sendo obrigatório esse estudo nos seguintes casos a estruturas nas quais a carga variável é significativa em relação à carga total tais como silos e reservatórios b estruturas com mais de 550 m de altura medida do térreo até a laje de cobertura do último piso habitável c relação alturamenor dimensão superior a quatro d fundações ou estruturas não convencionais REQUISITOS DE UM PROJETO DE FUNDAÇÕES ü Deformações aceitáveis sob as condições de trabalho Fig a à ELS ü Segurança adequada ao colapso do solo de fundação ou estabilidade externa Fig b à ELU REQUISITOS DE UM PROJETO DE FUNDAÇÕES ü Segurança adequada ao colapso dos elementos estruturais ou estabilidade interna Fig e à ELU REQUISITOS DE UM PROJETO DE FUNDAÇÕES ü Segurança adequada ao tombamento e deslizamento Fig c d em casos onde forças horizontais elevadas atuam em elementos de fundação superficial VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA AO COLAPSO E COEFICIENTES DE SEGURANÇA A verificação dos possíveis colapsos é conhecida como verificação dos estados limites áltimos ELU Nos problemas de fundações ha sempre incertezas seja nos métodos de cálculo seja nos valores dos parâmetros do solo que são introduzidos nesses cálculos seja nas cargas a suportar Consequenternente ha a necessidade de introduçao de coeficientes de seguranca que levem em conta essas incertezas Coeficiente de segurança global Todas as incertezas são concluidas num único coeficiente Coeficiente de segurança parcial As insertesas são tratadas nos cálculos com coeficietes de ponderação para aspecto do cálculo Fator de segurança global valores admissíveis Método em que as forças ou tensões de ruptura são divididas por um fator de segurança global e a condição de verificação da segurança é P RFS e P S P é a tensão admissível de sapatas e tubulões e carga admissível de estacas R representa as forças ou tensões características de ruptura últimas S representa as solicitações características FS é o fator de segurança global Fatores de segurança parciais valores de projeto Método em que as forças ou tensões características de ruptura são divididas pelo coeficiente de ponderação das resistências as solicitações características são multiplicadas pelos coeficientes de ponderação e a condição de verificação da segurança é RRγ e S S γ e R S R representa a tensão resistente de cálculo para sapatas ou tubulões ou a força resistente de cálculo para estacas S representa as solicitações de cálculo γ coeficiente de ponderação dos valores característicos das resistências γ coeficiente de ponderação dos valores característicos das solicitações Norma brasileira NBR 61222010 As fundãções devem ser verificadas pela análise de ELU perda de capacidade de carga tombamento ruptura por tração flabagem etc e ELSrecalque A seguir será tratada mais especificamente a verificação do estado limite último de ruptura por perda da capacidade de carga ruptura do solo que suporta a fundação A resistência de um elemento de fundação deve ser obtida como valor característico podendose utilizar ü método teórico empregandose valores característicos de resistência dos solos e rochas ü método semiempirico ou empírico São métodos que relacionam resultados de ensaios com tensões admissíveis ou tensões resistentes de cálculo ü resultados de provas de carga Ensaio realizado de acordo com a ABNT NBR 6489 Fundações rasas Fatores de segurança e coeficientes de ponderação para solicitações de compressão Fundações profundas Método dos valores admissíveis Resistência determinada por método semiempírico O fator de segurança global a ser utilizado para determinação da carga admissível é 20 Resistência determinada por provas de carga estáticas executadas na fase de elaboração ou adequação do projeto O fator de segurança global a ser utilizado para determinação da carga admissível é 16 Fundações profundas Método dos valores de cálculo Resistência determinada por método semiempírico 𝑅 𝑀𝑖𝑛 𝑅é 𝜉 𝑅 𝜉 Fundações profundas Método dos valores de cálculo Resistência determinada por provas de carga estáticas executadas 𝑅 𝑀𝑖𝑛 𝑅é 𝜉0 𝑅 𝜉1