notas de aula - fundações ii

UNEMAT – Universidade do Estado de Mato Grosso – Campus de Sinop - Departamento de Engenharia Civil - Notas de Aula FUNDAÇÕES II

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01/03/11

RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO

Quando é imposto ao solo uma tensão de cisalhamento e ele apresenta uma característica que dificulta a atuação desta tensão, na maioria das vezes, refere-se a isso como resistência ao cisalhamento. Ela consiste numa tensão sobre o plano de ruptura, que atua no momento da ruptura.

Durante o cisalhamento do solo, ocorre o deslizamento das suas partículas orientadas por um plano. Nesse caso a ruptura é definida como excessiva movimentação relativa das partículas do solo.

O atrito e a coesão consistem nos fenômenos que permitem menor ou maior deslizamento entre as partículas do solo.

Solos granulares

Areias

Coesão = ZERO

Solos coesivos

Argilas

Atrito = ZERO

Ensaio SPT

• Histórico • Programação do ensaio • Método de ensaio (NBR 6484/2001)

Vantagens

• Simplicidade do equipamento e do ensaio em si

• Baixo custo • Retirada de amostras • Valor numérico permite correlações

Resultados alteram-se por:

• Equipamento • Técnica operacional • Tipo do solo • Erros acidentais

• Correções para NSPT • Energia (eficiência energética) • Brasileiro (manual): 66% a 70% • Internacional – USA (mecânico): 60%

(N60) o Correções para NSPT

� Energia (eficiência

energética)

� Brasileiro (manual): 66%

a 70%

� Internacional – USA

(mecânico): 60% (N60)

�� = �� × �� 0,6

� Tensões geostáticas

�� = �� × ��

�� = �� o Aplicação dos resultados

� Determinação do perfil do

subsolo

� Determinação do nível da

água

� Obtenção de parâmetros de

projeto (capacidade de

carga e recalque)

� Métodos indiretos

� Métodos diretos

Coeficiente de correção devido à

tensão efetiva geostática (σ’v)



Métodos indiretos

a) Peso específico (γ)

GODOY, 1972

N γ (KN/m³) ≤ 2 13

3 – 5 15 6 – 10 17 11 – 19

19

≥ 20 21 Solos argilosos

γ (KN/m³

)

N seca Úmida

saturada

< 5 5 – 8

16 18 19

9 – 18 17 19 20 19 – 40

> 40 18 20 21

Solos arenosos • Solos granulares

b) Densidade relativa (Dr)

Gibbs e Holtz (1957)

�� = � �0,23 ∙ "′$� + 16'�(

Skempton (1986)

�� = � �0,28 ∙ "′$� + 27'�(

σ’v = tensão efetiva vertical (KPa)

c) Ângulo de atrito efetivo (φ’)

de Mello (1971)

�1,49 − �� ∙ tan12 = 0,712

Bolton (1986)

12 = 33 + 33 − 4�� ∙ �10 − ln �2� − 167 �2 ="’9 + 2 ∙ "’:3

Godoy (1983)

1 = 28° + 0,4 × �

Teixeira (1996)

1 = √20 × � + 15° Alonso (1983)

N φ < 4 30°

4 a 10 30° a 35°

10 a 30 35° a 40°

30 a 50 40° a 45°

> 50 > 45° • Solos coesivos

d) Coeficiente de variação

volumétrica (mv)

Stroud e Butler (1975)

>9 = 450 × ��>(/@�� e) Módulo de Young não

drenado (Eu)



Stroud e Butler (1975)

AB�� = 1�@C�� f) Coesão não drenada (Cu)

Teixeira e Godoy (1996)

�B = 10 × �

Alonso (1983)

N C (KPa) < 2 < 10

2 – 4 10 a 25 4 – 8 25 a 50 8 – 15 50 a 100

15 – 30 100 a 200

> 30 > 200 • Solos com NSPT ≤ 20

g) Tensão admissível (σ)

"D ≅ ��FéHIJ50 �@C��

17/03/11 - Fundações e Obras de Terra II

ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO

Informações necessárias para desenvolvimento do projeto:

1) Topografia da área • levantamento topográfico • dados de taludes encostas • dados sobre erosão 2) Geologia – Geotecnia • investigação do subsolo • outros dados • mapas/fotos aéreas • artigos/publicações (CPRM) 3) Estrutura à construir • Tipo e finalidade (uso) • Sistema estrutural • Sistema construtivo • Cargas ações nas fundações 4) Construções vizinhas • Nº de pavimentos e cargas • Tipo de estrutura e fundação • Desempenho da fundação • Estruturas subterrânea • Possíveis consequências causadas por

escavações e vibrações provocadas pela nova obra.

5) Conhecimento dos tipos de Fundações

Fundações

Diretas

Superficiais Blocos

Sapatas Radies

Profundas Tubulações

Caixões

Fundações Indiretas (estacas)

Pré-moldadas

Madeira Metal

Concreto

Moldadas no local

Franki Strass

Rotativa Broca Mega

Injetadas RECALQUES

Definição : deslocamento vertical descendente de uma estrutura que se apoia sobre um terreno.



�KJKLM = �INIOILM + �LHPNDLFPNKJ �LHPNDLFPNKJ = �Q + �D Recalque admissível

Tipos de Deformação

• Elástica • Escoamento lateral • Adensamento : Primário e Secundário

07-04-11

Seminário Individual – Tiago Quevedo Muro de Arimo Bloco de Concreto Articulado. 28-04-2011

Trabalho Escrito (normas)

Composição (NBR 14724)

Elementos pré-textuais.

• Capa • Folha de rosto • Agradecimento • Resumo(NBR 6028) • Lista de Figuras • Lista de Tabelas • Lista de Quadros • Sumário (NBR 6027)

Elementos Textuais

• Introdução • Desenvolvimento • Conclusão

Elementos pré-textuais

• -Referencias (NBR 6023) • Anexos

Aspectos tipográficos

Papel

• A4(210x297mm) branco

Escrita em cor preta

Utilizar somente anverso(frente)

Margens

• Superior 3cm • Inferior 2 cm • Esquerda 3cm • Direita 2cm • Cabeçalho 2cm • Rodapé 1,7 cm

Fonte

• Arial • Tamanho 12 para textos títulos • Tamanho 10 para citações longas,

textos em quadros e tabelas e legendas.

• Texto justificado • Espaçamento entre linhas de 1,5 • Citações longas e resumos com

espaçamento simples. • Títulos cm indicativo numérico

(introdução, desenvolvimento e conclusão) alinhado à esquerda

• Títulos sem indicativos numérico (pré e pós textuais);

• Alinhamento centralizado; • Antes e depois dos títulos dois esaços

de 1,5 • Numerações (NBR 6024) • Paginação • Folha pré textuais são contadas, mas

não numeradas • Folhas textuais são numeradas em

algarismos arábicos no canto superior direto

• Folhas pós-textuais são numeradas na sequência das textuais até o terreno do trabalho

3 – Formato da Capa

• Todo o texto centralizado • Toda a fonte em Arial • Todo o espaçamento de entrelinhas

simples • Nome da instituição deve ser na 1º

linha da folha • Ano do trabalho deve ser na última

linha logo abaixo da localidade



4- Formato da Folha de rosto

5- Citações (NBR 10520)

6-Fontes de pesquisa

• Livros • Revistas • Monografia, teste, dissertações, etc... • Artigo científicos; • Sites de empresas, instituições, jornais

e outros de caráter sério • Normas técnicas • Legislações

14/04/2011

Cálculo Direto de Recalques

Exercício – Determinar o recalque

1R�/>² = 1TC� = 0,001RC�1R�/�>² = 10^4RC� = 10>C�Carga (q) Á�� = �0,80�² = 0,64>²

W = CÁ�� = 550R�0,64>( = 859,38R�/>²Área de Influência ≅ 2X = 2.0,80 = 1,6>

SPT Médio (Z[\]) �DQK = 5 + 4 + 53 ≅ 4,67

Correção do SPT (N60) �60 = ^�DQK_A QMIOLHLa. 0,60

UNIVERCIDADE DO ESTADO DE MATOGROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CVIL

(TAMANHO 14 MAIÚSCULAS)

TÉCNICAS DE ESTABILIDADE DE ENCOSTAS:

(TAMANHO 16 NEGRITO MAIUSCULO)

TEMA INDIVIDUAL

(TAMANHO 16 NEGRITO 1º LETRAS MAIÚSCULAS)

SINOP-MT

2011

NOME DO ACADÊMICO

TÍTULO

Subtítulo

(mesmo que na capa)

Trabalho apresentado à Universidade

de Mato Grosso- UNEMAT,como pré-

requisito de aprovação parcial na

disciplina de Fundações e Obras de

TerraII no curso de engenharia Civil

(Tamanho 10 espaço simples Recuo esquerdo de 7 cm justificado)

Professora Aline Cristina Souza dos Santos

SINOP – MT

2011



��b�4,67_0,66�. 0,60 ��b5,137

Módulo de Yang (E) Ac�� = 1�@�� =

Ac = 5,137 = 5137R�/>² Fatores (d[, de, df� gH = 1

h��i�jk��lmnmo �i�pgD = 1,12qp��gD = 0,56>é� �gD = 0,95rms

mt

Valores de (Is.In)

h=2,5m

� = X2 = 0,802 = 0,40ℎ� = 2,50,40 = 6

> = vX = 0,800,80 = 1Interpolação de valores

Interpolação de valores h/a M=1 X1 – 5 0,800 y1 X -6 Y= 0,821 X2 – 7 0,842 y2

�w − w1� = x2 − x1y1 − _2 . �y − y1� �w − 0,80� = 0,842 − 0,87 − 5 . �6 − 5�

z = W. X. 1 − {(A . gD. gH . g: . z = �859,38�. �0,8�. 1 − �0,5�5137.0,821.1

z = 0,0824> = 8,24�>

Exercício 2 Recalcular o recalque para uma sapada nas mesmas condões com lado :

A) 1,00 m B) 1,20 m

Anotações para trabalho de fundações

| = [}~�� +��[}~��. [}~�� −�� +�[}~��− ��[}~�� +��[}~�� − ��

� = �� . �]. |f²

MÉTODOS RACIONAIS

Os procedimentos para cálculo de recalques podem se separados em dois grupos dependendo de o recalque ter sido fornecido:

a) Cáculos direto de recalques pode ser feito por :

Solução da Teoria da Elasticidade;

Métodos numéricos (Método das Diferenças Finitas, Método dos Elementos Finitos e Método dos Elementos de Contorno).

Na prática de fundações, métodos numéricos são raramente empregados numa análise apenas de deformações, visando à obtenção de recalques. Por essa razão, não serão abordados neste capítulo. Esses métodos são bastante utilizados – embora com modelos simplificados de comportamento de solos – na análise de interação solo-fundação, como se verá nos Cap. 8 e 9.

Existem soluções da Teoria da Elasticidade que permitem o cálculo de recalques para um número de casos. Por exemplo, o



recalque de uma sapata sob carga centrada pode ser previsto por :

� = WX�1 − {(A � gDgHg:

Onde:

q=pressão média aplicada

B=menor dimensão da sapata

V=Coeficiente de Poisson

E=Módulo de Young

Is=fator de forma da sapata e de sua rigidez ( no caso flexível, depende da posição do ponto : centro, borda etc)

Id= fator de profundidade/embutimento

Ih=fator de espessura de camada compressível

Fatores de forma, Is, para carregamento na superfície ( Id=1,0) de um meio de espessura infinita (Ih=1,0) são mostrados na Tab. 5.1

Tab. 5.1 – Fatores de forma Is para carregamentos na superfície de um meio de espessura infinita (Perloff, 1975)

Forma Flexível

Rígido Centro Borda Média

Círculo 1 0,64 0,85 0,79

Quadrado 1,12 0,56 0,95 0,99

Retângulo L/B = 1,5 1,36 0,67 1,15

2 1,52 0,76 1,3

3 1,78 0,88 1,52

5 2,1 1,05 1,83

10 2,53 1,26 2,25

100 4 2 3,7

1000 5,47 2,75 5,15

10000 6,9 3,5 6,6

Fatores de embutimento devem ser usados com restrição. Na realidade, o efeito da profundidade se deve mais ao fato de se alcançar um material e diferentes

profundidade se deve mais ao fato de se alcançar um material de diferentes propriedades do que pelo efeito geométrico previso nas soluções da Teoria da Elasticidade (segundo Fox, 1948: 0,5,Id<1,0) . Assim, é recomendável desprezar esse fator (Lopes, 1979). Valores de Is. Ih para carregamentos na superfície (Id=1,0) de um meio de espessura finita são mostrados na Tab. 5.2

Tab. 5.2 – Valores de Is.Ih para carregamentos na superfície (Id=1,0) de um meio de espessura finita(Harr, 1966)

h/a Círculo m=1 m=2 m=3 m=5 m=7 m=10 m=∞

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,2 0,096 0,096 0,098 0,098 0,099 0,099 0,099 0,1

0,5 0,225 0,226 0,231 0,233 0,236 0,237 0,238 0,239

1 0,396 0,403 0,427 0,435 0,441 0,444 0,446 0,452

2 0,578 0,609 0,698 0,727 0,748 0,757 0,764 0,784

3 0,661 0,711 0,856 0,91 0,952 0,964 0,982 1,018

5 0,74 0,8 1,01 1,119 1,201 1,238 1,256 1,323

7 0,776 0,842 1,094 1,223 1,346 1,402 1,442 1,532

10 0,818 0,873 1,155 1,309 1,475 1,556 1,619 1,758

∞ 0,849 0,946 1,3 1,527 1,826 2,028 2,246 ∞

h= espessura do meio ; a = B/2 ; m= L/B

Embora o cálculo direto de recalques usando soluções da Teoria da Elasticidade seja mais frequentemente empregado para meios homogêneo, ele também pode ser usado em meios heterogêneos através do Artifício de Steinbrenner. Segundo esse artifício, o recalque na superfície de um meio estratificado é obtido pela soma das parcelas de recalques do topo e da base da camada obtidos com as propriedades da camada em questão. Para uso desse artificio, pode-se lançar mão de tabelas para cálculo dos recalques de pontos no interior do meio, com a Tab. A1.1 do Apêndice 1

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