Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo Mecânica dos Solos e Fundações PEF 522 6a Aula CAPACIDADE DE CARGA Fundações Diretas rasas e profundas Tipos de sapatas Vista artística de uma fundação. Macaulay, D., 1992 1
Situações que não podem ocorrer D Nível do terreno B D Rasa D B 2 B Profunda D B 5 D B Estaca 2
Sapata Isolada Q Laje Radier Sapata Corrida Tubulão Construção de uma sapata de 7x 9m, executada para fundação de um edifício. Perspectiva das fundações de um edifício com 8 pavimentos e vãos muito grandes. 3
Sapatas escavadas para o reaprumo do edifício Núncio Malzoni, em Santos. Areia removida Viga de Amaração Remoção da areia para levantamento do edifício Sapata de alvenaria de tijolo. 4
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o 30 Posicionamento de sapatas em diferentes níveis. Detalhes de uma sapata associada 6
Planta de locação das sapatas Detalhes de uma sapata alavancada. 7
Bulbo de tensão abaixo da sapata Recalque Recalque Bulbo de pressão a) Aumento de tensão b) Compressibilidade Efeito do tamanho do bulbo de tensão Solo denso ou compacto Solo mole ou fofo 8
Comportamento Tensão- Deformação de Fundações Diretas Requisitos para uma Fundação 1. Economia 2. Segurança adequada (capacidade de suporte, deslizamento, tombamento, etc.) 3. Pequenos recalques (total e diferêncial) 4. Pequenos efeitos sazonais (ressecamento, expansão) 5. Problemas construtivos (estabilidade das escavações, levantamento do fundo, problemas de nível d água, vibrações, etc) 6. Efeitos ambientais (Rebaixamento permanente do nível d água) 9
Engenharia de fundações Mecânica dos solos Teoria Capacidade de carga Recalques Empuxo lateral Estabilidade de talude Geologia de engenharia Experiência Aplicações e limitações dos diversos métodos Desenvolvimento das análises 1913 1950 1975 Empírico Teórico Semi-empírico Computadores 10
ESTADOS LIMITES Estado Limite Ultimo - ELU: Estado que pela sua simples ocorrência determina a paralização no todo ou em parte do uso da construção - RUPTURA Estado Limite de Serviço - ELS: Estado que por sua ocorrência, repetição ou duração, causa efeito estrutural que não respeita as condições especificadas para o uso normal da construção ou que são indícios de comprometimento da durabilidade da estrutura - RECALQUES Segurança perante Ruptura Fator de Segurança FS Estimativa recalques e comprovação aceitabilidade em relação a tipo de estrutura/acabamento/funcionabilidade 11
FUNDAÇÕES Lembrar sempre da ESTÁTICA Esforços: verticais, horizontais e momentos Estabilidade: S V = 0 S H = 0 S Ma = 0 Prova de carga em Placa 12
Tensão admissível Prova de Carga em Placa Circular = 80 cm Recalque (mm) Tensão (tf/m2) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 0 0:15 5 0:30 0:21 1:00 2:00 10 hh:mm 0:45 Ptrab 15 1:10 2:25 ρadm 2:10 20 2:50 25 4:05 Prup 30 35 8:35 20:20 40 8:50 45 50 19:26 19:10 Ptrab = Prup / FS 12:20 55 12:28 FS 217:50 a 3 60 18:00 65 70 17:05 16:50 13
Tensão admissível Recalques Elásticos Pressão uniformemente distribuída Material homogêneo Massa Isotrópica Relação tensão deformação linear A área carregada é flexível. qb 2 r 1 E I s o r = recalque o I s = Fator de influência que depende da forma da área carregada o B = para área retangular B é a menor dimensão e para área circular B é o diâmetro. Forma da área I s Centro Canto Média Quadrado 1.12 0.56 0.95 Retângulo L/B=2 Retângulo L/B=5 1.52 0.76 1.3 2.1 1.05 1.83 Círculo 1 0.64 0.85 Tipo de Solo E (kpa) Argila muito mole 2500 Argila mole 2500 a 5000 Argila média 5000 a 10000 Argila rija 10000 a 20000 Argila muito rija 20000 a 40000 Argila dura 40000 Areia fofa 10000 a 50000 Areia compacta 40000 a 100000 14
Área Carregada Flexível r Argila r Areia Área Carregada Rígida r Argila r Areia Sapata em Argila Estimativa de recalques b 0 b Placa Sapata Mola equivalente (K 0 ; P 0 ) b r r 0 b 0 Mola equivalente (K = K 0 ; l = bl 0 /b 0 ) o o o r 0 = recalque na placa de ensaio b = diâmetro ou menor dimensão da fundação. b 0 = diâmetro da placa de ensaio 15
Sapata em Areia Estimativa de recalques b 0 b Placa Sapata Molas com K crescente com a profundidade r r 0 1 *1.90* 0.3 1 b 2 o o r 0 = recalque na placa, em metros, com diâmetro de 0.80m b = diâmetro ou menor dimensão da fundação. Causas de falhas na fundação Evaporação Drenagem imprópria Vazamento de tubulações Expansão de raizes Deformação do solo Aterro mal executado 16
Sintomas falhas na fundação Separação na Janela ou porta Trincas na parede Portas e/ou janelas travam Aberturas irregulares apontam para o ponto da deformação Inclinação do piso Trincas no piso 17
Edifício com 5 andares, que apresenta 2 o de inclinação Núncio Malzoni 18