Capacidade de Carga em Fundações Superficiais: Aula 03

GEOTÉCNICA E FUNDAÇÕES AULA 03 CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS Profa Paloma Medeiros INTRODUÇÃO Consideremos uma sapata de concreto armado de base retangular com largura B e comprimento L embutida no maciço de solo a uma profundidade h em relação à superfície Aplicação de uma força vertical de compressão P INTRODUÇÃO Capacidade de carga é a máxima carga que o terreno é capaz de suportar sem que haja ruptura ou deformação excessiva na cota de assentamento préfixada INTRODUÇÃO MECANISMOS DE RUPTURA As curvas cargarecalque tem diferentes formas Segundo Terzaghi 1943 Ruptura generalizada Ruptura localizada Segundo Vésic 1963 Ruptura generalizada Ruptura localizada Ruptura por puncionamento MECANISMOS DE RUPTURA MECANISMOS DE RUPTURA Mecanismos de Ruptura Mecanismos de Ruptura MÉTODOS DE CÁLCULO Prandtl 1920 Reissner 1924 Terzaghi 1925 1943 Meyerhof 1951 Balla 1962 Hansen 1961 1970 Vesic 1963 19691973 1975 TEORIA DE TERZAGHI 1943 Uma fundação superficial é aquela cuja largura 2b é igua ou maior que a profundidade D da base da fundação Despreza a resistência ao cisalhamento do solo acima do nível da base da fundação substituindoo por uma sobrecarga q ϒ D Teoria de Terzaghi 1943 NBR 612210 Determine a capacidade de carga de uma sapata quadrada de 2m de lado assente a uma profundidade de 12m numa argila média ruptura localizada Considere as seguintes informações Peso específico natural γnat 16 kNm³ Coesão c 60 kPa Ângulo de atrito φ 10º corrida qult c Nc γ D Nq γ B2 Nγ circular qult 13 c Nc γ D Nq 06 γ R Nγ quadrada qult 13 c Nc γ D Nq 08 γ B Nγ2 tg φ 23 tg φ Nc 6 Nq 2 Nγ 0 c 23 c Nγ φ 10º Exemplo 2 Uma fundação quadrada é mostrada na figura A sapata carrega uma massa bruta de 30000 kg Utilizando um fator de segurança 3 determine o tamanho da sapata ou seja o tamanho de B Método de Brinch Hansen 1961 1970 Importante contribuição Cargas excêntricas área efetiva Fatores de forma profundidade e inclinação da carga Hansen 1961 Inclinação do terreno e da base Hansen 1970 qult Qult A cNcscdcicbcgc qNqsqdqiqbqgq B2γNysydyiybygy onde sc sq sy fatores de forma dc dq dy fatores de profundidade ic iq iy fatores de inclinação da carga bc by by fatores de inclinação da base da fundação gc gy gy fatores de inclinação do terreno A área efetiva de fundação Meyerhof 1953 Nc Nq1cot g φ Nq eγγgig45 φ2 Ny 15Nq 1g φ Método de Brinch Hansen 1961 1970 Excentricidade em uma direção Teoria de Vesic 1965 1969 1973 1975 Teoria de Vesic 1965 1969 1973 1975 Fatores de forma DeBeer 1970 Teoria de Vesic 1965 1969 1973 1975 Fatores de profundidade Hansen 1970 São validas para DfB 1 São validas para DfB 1 tg1DfB está em radianos PM1 Slide 21 PM1 Paloma Medeiros 06032019 Teoria de Vesic 1965 1969 1973 1975 Fatores de inclinação Meyerhof 1963 α inclinação da carga na fundação com relação à vertical PM1 Slide 22 PM1 Paloma Medeiros 06032019 Método de Meyerhof A superfície de ruptura se prolonga na camada superficial do terreno Contribuição não só da sobrecarga como também da resistência ao cisalhamento do solo nessa camada Para o caso de carga vertical excêntrica Método de Meyerhof Exemplo 3 Uma sapata retangular de 15 m x 1 m é mostrada na figura Determine o valor da carga final bruta aplicada de forma excêntrica que cause a ruptura de capacidade de carga no solo segundo os métodos de Hansen e Vésic Método de Skempton Argilas saturadas na condição não drenada φ 0 temos Nq 1 e Nϒ 0 o que simplifica a equação de capacidade de carga de Terzaghi para Solo estratificado 1 BULBO DE TENSÕES Solo estratificado 1 BULBO DE TENSÕES Solo estratificado 2 DUAS CAMADAS Segunda camada com características de resistência e compressibilidade diferentes da outra ambas atingidas pelo bulbo de tensões Solo estratificado 2 DUAS CAMADAS Caso a verificação não for satisfeita será necessário reduzir o valor da capacidade de carga média de modo que o valor propagado Δσ não ultrapasse σr2 Anexo Correlações Teixeira e Godoy 1996 Influência do Lenço Freático O efeito do NA altera γ Influência apenas nos casos com drenagem Termos alterados qult cNc γDNq γB2Ny Terzaghi 1943 1ª situação NA acima da CA qult cNc γnata γsubDaNq γsubB2Ny 2ª situação NA abaixo da CA qult cNc γnatDNq γsub aBγnat γsubB2Ny Explicação Usar quadro Exemplo 4 A figura 1619 mostra uma sapata quadrada Determine a carga bruta admissível Qadm que a sapata pode suportar dados massa específica de solo acima do lençol freático ρ1750 kgm³ massa específica de solo saturado ρsat1950 kgm³ c 28 kNm³ φ22 Df 25 m h 15 m e B 2m Seja FS 35 Anexo Correlações Teixeira e Godoy 1996 Exemplo 5 Estimar a capacidade de carga de um elemento de fundação por sapata com as seguintes condições de solo e valores médios no bulbo de tensões a Argila rija com NSPT 15 b Areia compacta com NSPT 30 c Areia argilosa com φ 25º e c 50 kPa valores não drenados Exemplo 6 Estimar a capacidade de carga de um elemento de fundação por sapata com indicada na figura