Projeto de fundações em Estacas. Professor Cleverson Arenhart

Transcrição

1 Projeto de fundações em Estacas Professor Cleverson Arenhart

2 Estaqueamento: Conjunto de duas ou mais estacas destinado a receber a carga da estrutura e transmiti-la para o solo.

3 Disposição do Estaqueamento Quando o centro de carga das estacas coincide com o centro do estaqueamento o número de estacas pode ser calculado simplesmente como: N = 1,10 P pilar P estaca Onde: N = número de estacas para o pilar P pilar = carga do pilar P estaca = capacidade portante (de carga) da estaca

4 Carga de Trabalho de Projeto Entende-se como carga de trabalho, a carga calculada para definição da estaca que será utilizada, de maneira econômica para o projeto. Pmédio = 1,10SPi ni Ptrabalho = Pmédio Onde: P médio = média aritmética das cargas dos pilares P trabalho = carga de trabalho é o P médio dividido por 3. Desta forma, boa parte dos pilares terão 3 estacas. Os blocos de 3 estacas tem boa estabilidade, boa rigidez e são econômicos. 3

5 Carga de Trabalho de Projeto Definida a carga de trabalho da estaca, basta escolher a estaca que será utilizada em função de sua carga, ou seja o P estaca. Já sua profundidade e tipo (modelo), em função da execução, será definido de acordo com o tipo de solo, sua resistência, existência de lençol freático, etc... Definida a carga da estaca P estaca, basta definir o estaqueamento para cada pilar de acordo com sua carga, aplicando a fórmula: N = 1,10 P pilar P estaca

6 Observações importantes: - Quando o número de estacas for menor do que 3, deve existir algum tipo de elemento estrutural que confira rigidez adicional na direção necessária.

7 Observações importantes: - Quanto maior o número de estacas, maior o bloco. Por economia é conveniente evitar blocos com mais de 5 ou 6 estacas. Neste caso pode adotar-se duas cargas de trabalho, desde que não sejam utilizadas no mesmo bloco.

8 Espaçamentos entre as estacas Chamaremos de d a distância entre os eixos (centros ) das estacas. Os valores mínimos são: Para estacas pré-moldadas: 2,5 vezes o diâmetro da estaca. Para estacas moldadas in loco: 3,0 vezes o diâmetro da estaca. Em ambos os casos deverá ser respeitado o valor mínimo de 60 cm.

9 Distância do centro da estaca até a divisa. Chamaremos de a a distância entre os eixos (centros ) das estacas até a divisa do terreno. Esta distância deverá ser respeitada devido as dimensões dos equipamentos que serão instalados para execução das estacas.

10 Dimensões dos blocos A distância c do centro da estaca até a borda do bloco, será metade do diâmetro da estaca acrescido de 15 cm.

11 Estacas em linha na divisa Costuma-se dispor de até 4 estacas em linha na divisa. As estacas em linha ocasionam menor excentricidade.

12 Estacas em linha na divisa Caso não seja possível dispor as estacas em linha devemos dispor as estacas de maneira que gerem menor excentricidade.

13 Estacas de pilares na divisa O estaqueamento deverá ser alavancado, de maneira que a viga absorva os esforços devido a excentricidade. O processo de cálculo é idêntico ao das sapatas de divisa, porém com a vantagem da excentricidade e ser conhecida, não sendo necessário desta forma prédimensionamentos e tentativas.

14 Estacas de pilares na divisa Relembrando que: S = distância entre o centro de carga do pilar da divisa ao centro de carga do pilar (ou conjunto de pilares, no caso de pilares associados) ao qual o pilar da divisa está sendo alavancado. e = distância entre o centro de carga do pilar e o centro de carga do estaqueamento do pilar da divisa. d = S e Sendo assim, o acréscimo de carga do pilar da divisa será: DP 1 = 1,10 P 1. e / d R 1 = 1,10 P 1 + DP 1 acréscimo de carga devido a excentricidade resultante para carga do pilar da divisa R 2 = 1,10 P 2 (DP 1 /2) resultante para cálculo do pilar central

15 Estacas de pilares na divisa Conhecido R 1 e R 2, recalcula-se a quantidade de estacas necessárias. Lembrando que, caso haja aumento do número de estacas do pilar da divisa e com isso altere a posição do centro de carga do estaqueamento, haverá variação do valor da excentricidade e. Logo, DP 1, R 1 e R 2 deverão ser recalculados e consequentemente o número de estacas também deverá ser recalculado.

16 Estaqueamento para pilares associados Quando calculado o estaqueamento de um pilar, e após a locação das estacas a distância entre o eixo de uma estaca deste pilar e a estaca de um pilar vizinho não respeitar o valor mínimo d, os pilares deverão ser associados. Encontra-se o centro de carga do conjunto (pilares associados) e calcula-se o número de estacas necessário. Depois faz-se a locação das estacas coincidindo o centro de carga do estaqueamento com o centro de carga do conjunto (pilares associados).

17 Estaqueamento para pilares associados

18 Curiosidade: Você sabe porque no cálculo de pilares alavancados, na resultante R 2 é descontado apenas metade de DP 1?

19 Imagine e seguinte situação:

20 Imagine e seguinte situação: SFv = 0 adotando para cima como positivo P 1 + P 2 = R 1 + R 2 (equação I) SM2 = 0 adotando horário como positivo - P 1. S + R 1. d = 0 R 1 = P 1. S / d S = d + e R 1 = P1. (d+e) d R1 = P1. d + P1. e d d R 1 = P 1 + P1. e d Chamaremos de DP 1 = P1. e d R 1 = P 1 + DP 1 Substituindo em I P 1 + P 2 = R 1 + R 2 P 1 + P 2 = P 1 + DP 1 + R 2 R 2 = P 1 + P 2 P 1 - DP 1 R 2 = P 2 - DP 1

21 Estudo da situação: Porque ao invés de R 2 = P 2 - DP 1, é descontado apenas metade de DP 1? Resposta: Na estrutura ocorrem ações oriundas de cargas permanentes (peso próprio) e ações das cargas variáveis (sobrecarga, vento, etc). Os carregamentos permanentes estão sempre lá. Porém os acidentais não. Imagine a sala de aula em que você estuda. Em feriados, e horários que não tem aulas, os alunos estão na sala? E se retirarem as carteiras ou móveis? Exatamente!!!! Atuará apenas o carregamento permanente

22 Estudo da situação: Neste caso, para o pilar P 1, DP 1 é somado, e a pior situação é quando estão atuando simultaneamente peso próprio e sobrecarga. Já no caso de P 2, DP 1 é subtraído, ou seja, ocorre alívio. A pior situação é quando estão atuando apenas o peso próprio, ou seja o edifício vazio. Em estruturas de concreto armado, a grandeza entre peso próprio e sobrecarga é da mesma ordem. Ou seja, considera-se que metade da carga do pilar seja permanente e a outra metade variável. Por isso divide-se DP 1 por 2. E no caso de um edifício em aço, cujo peso próprio é bem menor do que um edifício de concreto armado????

23 Situação Real Conhecido os carregamentos permanentes e variáveis, teremos as parcelas das cargas N g (permanente) e N q (variáveis) do pilar. Sendo assim, para cálculo de P 1, deve ser considerado com o acréscimo de ambas parcelas: DP 1g e DP 1q (pior situação). Já para o cálculo de P 2, deve ser considerado como alívio apenas a parcela DP 1g que estará sempre presente, pois a parcela da ação variável poderá não estar atuando.

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