1/73. DFA Estruturas Estruturas de Edifícios de B.A. Reforço de Fundações 3/73. DFA Estruturas Estruturas de Edifícios de B.A. Reforço de Fundações

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1 1/73 2/73 Tipos e Patologias Técnicas de Reforço Métodos Construtivos Disposições Construtivas Casos Práticos Tipos e Patologias 3/73 Tipos de Fundações tradicionais em terrenos brandos 4/73 Solução de fundações por arcos apoiados em pegões Solução de fundações por lintéis sobre estacas de madeira DFA Estruturas Tipos de Estruturas Fundações de Edifícios de B.A. Variabilidade da Geologia 5/73 Patologias Estacas de madeira: efeito da variação do nível freático Degradação da estaca de madeira pelo efeito de rebaixamento do NF 6/73 Piso térreo NF inicial Grelha de distribuição Estacas madeira NF actual Exemplo : Baixa Pombalina - estacas adoptadas como elemento de tratamento do terreno

2 7/73 8/73 Patologias Patologias Tipo Fissuras verticais junto a edifício vizinhos Fissuras diagonais devidas a assentamento diferencial Roturas em condutas Escavações Deficiente concepção Fundação em aterros Vibrações Heterogeneidade geológica 9/73 10/73 Patologias Tipos e Patologias Carga E.L. Último E.L. Utilização (comb. rara acções) Margem Segurança em relação à rotura Técnicas de Reforço Deformação admissível Deformação Técnicas de Reforço 11/73 12/73 Tipos e Patologias Técnicas de Reforço Métodos Construtivos Incremento da capacidade resistente por tratamento do terreno Incremento da capacidade resistente por s Incremento da capacidade resistente por alargamento das sapatas

3 DFA Estruturas Métodos Construtivos Estruturas de (i): Edifícios de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IRS com tubo TM 13/73 DFA Estruturas Métodos Construtivos Estruturas de (i): Edifícios de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IRS com tubo TM 14/73 1ª fase 1ª fase 2ª fase Colocação do tubo da do furo e do espaço anelar solo com calda DFA Estruturas Métodos Construtivos Estruturas de (i): Edifícios de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IRS com tubo TM 15/73 DFA Estruturas Métodos Construtivos Estruturas de (i): Edifícios de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IRS com tubo TM 16/73 1ª fase 2ª fase 3ª fase 1ª fase 2ª fase 3ª fase 4ª fase L S L S Colocação do tubo da do furo e do espaço anelar solo com calda Injecção com obturador duplo, através de válvulas manchete (IRS), localizadas na zona do tubo correspondente ao comprimento de selagem (Ls) Colocação do tubo da do furo e do espaço anelar solo com calda Injecção com obturador duplo, através de válvulas manchete (IRS), localizadas na zona do tubo correspondente ao comprimento de selagem (Ls) Preenchimento do espaço interior do tubo, correspondente ao comprimento livre, com calda DFA Estruturas Métodos Construtivos Estruturas de Edifícios (ii): de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IGU com tubo MV 17/73 DFA Estruturas Métodos Construtivos Estruturas de (ii): Edifícios de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IGU com tubo MV 18/73 1ª fase 1ª fase 2ª fase Colocação do perfil da do furo e do espaço anelar solo com calda

4 DFA Estruturas Métodos Construtivos Estruturas de (ii): Edifícios de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IGU com tubo MV 19/73 DFA Estruturas Métodos Construtivos Estruturas de (ii): Edifícios de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IGU com tubo MV 20/73 1ª fase 2ª fase 3ª fase 1ª fase 2ª fase 3ª fase 4ª fase L S L S Colocação do perfil da do furo e do espaço anelar solo com calda Injecção com obturador simples, através de tubo multiválvulas acoplado ao perfil (IGU), com as válvulas na zona correspondente ao comp. selagem (Ls) Colocação do perfil da do furo e do espaço anelar solo com calda Injecção com obturador simples, através de tubo multiválvulas acoplado ao perfil (IGU), com as válvulas na zona correspondente ao comp. selagem (Ls) Preenchimento do espaço interior do tubo, correspondente ao comprimento livre, com calda DFA Métodos Estruturas Construtivos Estruturas de (ii): Edifícios de B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, injecção IGU com tubo MV 21/73 22/73 a) de diâmetro b) Instalação do tubo TM do furo c) Injecção de do espaço anelar entre paredes do furo e do TM d) Injeccção IRS Injecção de calda de cimento através das válvulas manchete e de obturador duplo Calda injectada sob pressão Manchete como ele. de fundação / reforço de fundação de estruturas de grande porte Solo Calda 1ª Transferência Carga em soluções de recalçamento ,5 Pormenor A Pormenor B Pilar a recalçar Barras Gewi Maciço e perfil de travamento 23/73 dimensionadas para a encurvadura 2ª Transferência Carga em soluções de recalçamento ,5 Pormenor A Pormenor B cortadas depois de aliviadas Nova laje Pilar a recalçar 24/73 Macaco plano Nova viga Paredes Macaco plano Nova laje

5 em soluções de recalçamento: macacos planos Pilar / Parede a recalçar h d Descarregado Chapa de aço h c Carregado Nicho de acesso Nova laje h c -h d = 25mm: abertura máx. Circuito hidráulico 25/73 DFA Estruturas Maciços de Estruturas de Edifícios de B.A. encabeçamento em Reforço soluções de Fundações de recalçamento barras GEWI Barras GEWI 26/73 26/150 Macaco Plano (N máx teórico =600 kn, N máx aplicado =200 kn) Nova estrutura Válvula de saída Manómetro G1 Válvula de entrada Bomba Ls (min 4.0m) Min 1,20 27/73 28/73 Maciços de encabeçamento em soluções de recalçamento barras GEWI Maciços de Encabeçamento em soluções de recalçamento barras GEWI: momento aperto em soluções de recalçamento: importância da utilização de uniões exteriores Seccionamento do tubo metálico pela união interior 29/73 Dimensionamento de s à encurvadura Condições de aplicação: 4 Situações de desconfinamento por escavação: recalçamento 4 Localização na água ou em terrenos brandos ou com potencial de liquefacção Principais regras: 4 Limitar comprimento de encurvadura: λ < Limitar a tensão no aço: f serviço < 0,25 a 0,50 f yd 30/73

6 31/73 32/73 Conceito de comprimento de encurvadura: L e = l e L Conceito de carga crítica - P P P δ n = 1 (1) =π 2 EI/L e 2 δ n = 2 (2) =4π 2 EI/L e 2 δ n = 3 (3) =9π 2 EI/L e 2 Diagrama de bifurcação de equilíbrio Trajectórias de pós-encurvadura Modos de encurvadura de uma coluna simplesmente apoiada P (3) = 9P E (2) = 4P E (1) = P E δ P E -Carga de Euler, menor carga crítica Conceito de comp. de encurvadura - L e Coluna bi- apoiada: L e = L Coluna encastrada-apoiada: L e = 0,7 L Coluna bi-encastrada: L e = 0,5 L Coluna em consola: L e = 2 L distância entre pontos de inflexão Casos reais: relação entre a rigidez da coluna (k c ) e dos elementos adjacentes (k 1 e k 2 ) ver ábacos 33/73 34/73 Comportamento de colunas em regime elasto-plástico Trajectórias de equilíbrio da coluna com uma configuração deformada inicial Geometria e imperfeição inicial (ε>0) Trajectórias de equilíbrio Carga - deslocamento adicional Carga deslocamento total 35/73 36/73 Curva de dimensionamento de uma coluna ideal: σ E = f y (coluna ideal: para P < δ = 0) A curva de dimensionamento de uma coluna ideal é definida pelo menor dos valores: Esforço axial resistente P E = A σ E - Carga de Euler, menor carga crítica; N R = A σ R, P = A f y - Carga da plastificação da secção com σ R = min (σ E, f y ) Curva de dimensionamento de colunas Curva de dimensionamento i da coluna ideal relação entre f y e σ E σ R (f y, σ E ) σ E = P E /A = π 2 EI/AL 2 e com: i = I /A e λ = L e /i σ E = π 2 E/ λ 2 Dimensionamento óptimo valor óptimo da esbelteza: λ 1, para: σ Ε = f y = σ R = π 2 E/ λ 2 1 σ R f y fy = σ E Curva de dimensionamento de uma coluna ideal λ 1 = π E/ f y Plastificação da secção Encurvadura por varejamento σ E λ 1 λ= L e / i Resistência λ = 1 Encurvadura λ= λ / λ 1 Esbelteza normalizada λ = λ / λ 1 = f y / σ E Resultados obtidos em ensaios experimentais de colunas reais

7 I Efeito das imperfeições geométricas (coluna real, com imperfeições geométricas: para P < δ > 0 M c = N δ) A curva de dimensionamento de uma coluna real é condicionada pelo efeito das imperfeições geométricas: σ max = N/A + M c /I < fy Eq. Perry: fy = N/A {1 + (δ c /i 2 ) [σ E /(σ E -(N/A))]} Curva ideal Curva real N/A= 0,5{[f y + σ E (1+θ)] - [f y + σ E (1 + θ)] 2-4f y σ E }, com θ = δ c /i 2 = 0,003λ Curva de dimensionamento: efeito das imperfeições geométricas 37/73 Momento 2ª ordem P δ Eq. Perry - Robertson σ R f Coluna ideal: θ = 0 y O efeito das imperfeições geométricas é maior na σ E zona de dimensionamento Coluna real: θ = 0 1 λ óptimo ( λ = 1) EC3 - Coluna real curvas a, b, c e d (imperfeições geo. + tensões residuais) Dimensionamento de colunas (perfis de aço laminados a quente): Resistência das secções transversais (σ e τ) E.l.últimos [estabilidade local (classificação da secções)]; Encurvadura por compressão (varejamento); E.l.utilização Deformabilidade (coef. esbelteza máximo - δ); 38/73 Elementos lineares submetidos a esforços axiais de compressão: Necessário verificar segurança à encurvadura: Varejamento (REAE Artº 42 e 48); Resistência à Encurvadura de Barras à Compressão (EC3). Fenómeno dependente da geometria da barra - conceitos: Carga crítica: P (n) cr = n 2 π 2 EI/L e2, n - modo de encurvadura da barra Comprimento de encurvadura: L e = α L, α - cond. fronteira da barra Coeficiente de esbelteza: λ = L e / i, i - raio de giração da barra 39/73 40/73 REAE (Resistência à compressão sem plastificação - Artº 41): tensões normais Esbelteza - + σ Sd < σ Rd = f yd, τ Sd < τ Rd = (1/ 3)f yd, tensões tangenciais geometria EC3 (Resistência à compressão Artº 5.3): distr. tensões Estabilidade local - classificação secções fabrico Classe 1: permite dim. plástico Classe 2: permite dim. plástico, c/ capac. rotação limitada Classe 3: permite dim. plástico, c/ capac. rotação limitada Classe 4: não permite dim. Plástico Compressão simples (Resistência sem e com plastificação Artº 5.4): N Sd <N c.rd = A f y / γ M0 (classes 1, 2 e 3) A eff f y / γ M1 (classe 4) REAE (Encurvadura por varejamento - Artº 42 e 48): σ Sd < σ Rd = f yd, tensões normais [σ Sd = N Sd / (ϕ A)] ϕ [depende da geometria da barra: λ = Coef. esbelteza = Le / i ] ϕ = Coef. encurvadura Tipo de aço Coeficiente de esbelteza - λ Coeficiente de encurvadura - ϕ Fe 360 Fe 430 Fe 510 λ <= 20 ϕ = 10 1,0 20 < λ <= 105 λ > 105 λ <= < λ <= 96 λ > 96 λ <= < λ <= 85 λ > 85 ϕ = 1,1328 0,00664 λ ϕ = 4802 / λ 2 ϕ = 1,0 ϕ = 1,1460 0,00730 λ ϕ = 4103 / λ 2 ϕ = 1,0 ϕ = 1,1723 0,00862 λ ϕ = 3179 / λ 2 41/73 42/73 EC3 ( Resistência à Encurvadura de Barras Artº 5.5): N Sd <N b.rd = χ β A A fy / γ M1 β A = 1, para secções de classe 1, 2 e 3 β A = A eff / A, para secções de classe 4 χ = 1/(φ + [φ 2 - λ 2 ]); c/ χ <1 (factor de redução - tabela): λ = [β A A f y /N cr ]=(λ /λ 1 ) [β A ] ; α = factor imperfeição λ 1 = π [E / fy] = 93.9 ε ; ε = 235/fy, φ = 0,5[1+ α( λ-0,2) + λ 2 ] Imperfeições geométricas Tensões residuias Tipo de secção: curvas a, b, c e d Resistência à Encurvadura de Barras: EC3, Artº le (comprimento de encurvadura) λ max = le / i (coef. de esbelteza) λ = [λ / 93.9ε] β A (coef. de esbelteza normalizado) ε = 235/fy SIM Barras de pequena esbelteza, onde Ncr >> N pl λ < 0.2? Artº N c.rd, Compressão simples NÃO Tabela χ a), χ b), χ c), χ d) (factor de redução devido à encurvadura) N b.rd = [χβ A A f y ] /γ M1

8 43/73 44/73 Curvas de dimensionamento de colunas: EC3 Os valores χ LT das curvas podem ser consultados na Tabela do EC3 Fundações por s controlo da verticalidade e dos parâmetros de execução DFA Estruturas Métodos Construtivos(iii): Estruturas de Edifícios C. Jet de Grouting B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, colunas tipo 1 45/73 DFA Estruturas Métodos Construtivos(iii): Estruturas de Edifícios C. Jet de Grouting B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, colunas tipo 1 46/73 1ª fase 1ª fase 2ª fase diâmetro diâmetro Final da perfuração quando esta atingir a cota da coluna DFA Estruturas Métodos Construtivos(iii): Estruturas de Edifícios C. Jet de Grouting B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, colunas tipo 1 47/73 DFA Estruturas Métodos Construtivos(iii): Estruturas de Edifícios C. Jet de Grouting B.A. Reforço Faseamento de Fundações executivo, colunas tipo 1 48/73 1ª fase 2ª fase 3ª fase 1ª fase 2ª fase 3ª fase 4ª fase diâmetro Final da perfuração quando esta atingir a cota da coluna Subida da vara com jacteamento de calda a alta pressão, acompanhada de movimento de rotação à velocidade prédefinida diâmetro Final da perfuração quando esta atingir a cota da coluna Subida da vara com jacteamento de calda a alta pressão, acompanhada de movimento de rotação à velocidade prédefinida Final do jacteamento quando o bico injector atingir a cota correspondente ao coroamento da coluna

9 49/73 DFA Estruturas Disposições Estruturas Construtivas de Edifícios (i): de B.A. Reforço de Fundações - Solução Centrada 50/73 Tipos e Patologias Técnicas de Reforço Métodos Construtivos ti Disposições Construtivas Ls (min 4.0m) Min 1,20 DFA Estruturas Disposições Estruturas Construtivas de Edifícios (ii): de B.A. Reforço de Fundações - Solução Excêntrica Min 0,25 51/73 DFA Disposições Estruturas Estruturas de Edifícios de B.A. Reforço Construtivas de Fundações (iii): Barras pré-esforçadas 52/73 Barras GEWI Min 1,20 Min 1,20 τ solo - calda Ls (min 4.0m) Ls (min 4.0m) DFA Disposições Estruturas Estruturas de Edifícios de B.A. Reforço Construtivas de Fundações (iv): Uniões exteriores 53/73 DFA Estruturas Disposições Estruturas Construtivas de Edifícios (v): de B.A. Reforço de Fundaçõesauto perfurantes 54/73

10 strutivas (v): erfurantes espessura Disposições Cons auto pe de sacrifício 55/73 Disposições Construtivas (v): auto perfurantes 56/73 DFA Disposições Estruturas Estruturas Construtivas de Edifícios (vi): de B.A. Reforço de Fundações Controlo verticalidade 57/73 DFA Disposições Estruturas Estruturas Construtivas de Edifícios (vii): de B.A. Reforço de Fundações Aspectos construtivos 58/73 Chapa de topo Centralizador Ponteira Aumenta a aderência betão do maciço de encabeçamento Assegura a uniformização do recobrimento das paredes do tubo Facilita a introdução do tubo no furo, nos casos em que este se encontre previamente preenchido com calda 59/73 60/73 Recalçamento e reforço de fundações Recalçamento e de fundações e contenção de terrenos Versatilidade de equipamentos para trabalhos indoor (pé direito 2,20m)

11 61/73 62/73 Versatilidade de equipamentos para trabalhos indoor (pé direito 2,00m) Versatilidade de equipamentos para trabalhos indoor (pé direito 1,80m) 63/73 64/73 65/73 66/73

12 67/73 68/73 69/73 DFA Injecções Estruturas Polímeros Estruturas de Soluções Edifícios de Reforço B.A. 70/73 Reforço por dos vazios de solos submetidos a cargas moderadas através de injecção de resinas hidroexpansivas, à base de poliuretano 71/73 DFA Injecções Estruturas Polímeros Estruturas de Soluções Edifícios de Reforço B.A. 72/73 Preenchimento de cavidades

13 DFA Injecções Estruturas Polímeros Estruturas de Soluções Edifícios de Reforço B.A. 73/73