apostila introducao estruturas de fundacoes

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Della Estruturas

Tpicos especiais em concreto armado

Autor: Rodrigo Gustavo Delalibera

Texto apresentado para curso de especializao - UNILINS

So Carlo, 25 de Julho de 2006.

Rua Vitrio Giometi, 620, Apto, 33, Bl. 01, Jd. Nv. Sta. Paula, 13564-330, So Carlos, - SP, (16)3306-9107, dellacivil@yahoo.com.br

NDICE CAPTULO 1 INTRODUO 1.1. CONSIDERAES INICIAIS 1 1 1 2 2 2 2 3 3 5 6 6 6 6 6 7 7 9 9 10 11 11 14 19

CAPTULO 2 ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAO 2.1. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. PROCEDIMENTOS FUNDAES A SEREM PESQUISADAS FUNDAO RASA FUNDAO EM ESTACAS FUNDAO EM TUBULES

CAPTULO 3 FUNDAES RASAS 3.1. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.2.5. 3.2.6. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. COMENTRIOS INICIAIS TIPOS DE FUNDAES RASAS SAPATAS ISOLADAS SAPATAS CORRIDA SAPATAS ASSOCIADAS GRELHA BLOCOS DE FUNDAO RADIER DIMENSIONAMENTO DE RADIERS CLCULO POR MTODOS ESTTICOS CLCULO POR MTODOS NUMRICOS EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DE RADIER ESFOROS SOLICITANTES.

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Introduo ao dimensionamento estrutural de elementos especiais de fundaes

CAPTULO 4 BLOCOS SOBRE ESTACAS 4.1. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.2.5. 4.2.6. 4.2.7. 4.2.8. 4.2.9. 4.3. 4.4. 4.5. COMENTRIOS INICIAIS CRITRIOS DE PROJETOS DE BLOCOS SOBRE ESTACAS PROCEDIMENTOS GERAIS DO PROJETO DISTNCIA ENTRE EIXOS DE ESTACAS MTODO DA SUPERPOSIO DOS EFEITOS PARA BLOCOS SOLICITADOS POR FORA

25 25 25 27 27 28 29 30 30 31 31 32 35 37 38 41 43

VERTICAL E MOMENTO

CLASSIFICAO DOS BLOCOS SOBRE ESTACAS DISTNCIA DO EIXO DA ESTACA AT A FACE DO BLOCO LIGAO ESTACA-BLOCO RECOMENDAES SOBRE EXCENTRICIDADES ACIDENTAIS ANCORAGEM DA ARMADURA PRINCIPAL DE TRAO TIRANTE DETALHAMENTOS DAS ARMADURAS SECUNDRIAS MTODO DE DIMENSIONAMENTO DIMENSIONAMENTO DE BLOCOS SOBRE N ESTACAS COMENTRIOS FINAIS

BIBLIOGRAFIA

Eng. Rodrigo Gustavo Delalibera, dellacivil@yahoo.com.br

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CAPTULO 1

INTRODUO

1.1.

Consideraes iniciais

Este texto trata de assuntos relativos ao projeto e dimensionamento de elementos especiais de fundaes que no so empregados usualmente em estruturas correntes, como: radiers e blocos sobre n estacas. A finalidade deste texto orientar dar subsdios aos alunos de graduao para o projeto de estruturas de fundaes. A escolha do tipo de fundao para uma determinada construo feita aps estudo que considere as condies tcnicas e econmicas da obra. Por meio do conhecimento dos parmetros do solo, da intensidade das aes, dos edifcios limtrofes e dos tipos de fundaes disponveis no mercado, o engenheiro pode escolher qual a melhor a alternativa para satisfazer tecnicamente e economicamente o caso em questo. O projeto e execuo de fundaes requerem conhecimentos de geotecnia e clculo estrutural. Por exemplo, imaginado-se o caso de um edifcio de concreto armado, construdo num terreno sem vizinhos, em geral, a estrutura calculada por um engenheiro de estruturas que supe os apoios indeslocveis, da resultando um conjunto de aes externas (foras verticais, horizontais e momentos) que passado ao projetista de fundaes. Com auxlios de informaes tcnicas sobre geotecnia, o engenheiro de fundaes projeta e dimensiona os elementos de fundaes. Acontece que estas fundaes, quaisquer que sejam, quando em servio, solicitaro o terreno, que se deforma, e estas deformaes resultam deslocamentos verticais (recalques), horizontais e rotaes. Com isto, a hiptese usual de apoios indeslocveis fica prejudicada, e nas estruturas hiperestticas, que so a grande maioria, os esforos solicitantes inicialmente calculados so modificados. Chega-se assim, ao conhecido problema de interao solo-estrutura. Portanto, o projeto de estrutura deve estar integrado ao projeto de fundaes.

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CAPTULO 2

ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAO

2.1.

ProcedimentosA escolha de uma fundao para uma determinada construo s deve ser

feita aps constatar que a mesma satisfaz s condies tcnicas e econmicas da obra em questo. Para tanto devem ser conhecidos os seguintes elementos: Proximidade dos edifcios limtrofes bem como seu tipo de fundao e estada da mesma; Natureza e caractersticas do subsolo no local da obra; Intensidades das aes a serem transmitidas para a infra-estrutura; Tipos de fundaes existentes no mercado. O problema resolvido por excluso, escolhendo-se entre os tipos de fundaes existentes, aquelas que satisfaam tecnicamente ao caso em anlise. A posteriore feito um estudo comparativo de custos dos diversos tipos selecionados visando com isso escolher o mais vivel economicamente. Quando no se dispe dos esforos solicitantes oriundos do clculo estrutural possvel estimar as aes atuantes nas fundaes por meio de valores mdios. Por exemplo, em se tratando de edifcios correntes de concreto armado (destinados a moradia ou escritrio) pode-se adotar uma ao uniformemente distribuda entre 10 kN/m2 e 12 kN/m2 (por pavimento).

2.1.

Fundaes a serem pesquisadasNo mnimo as seguintes fundaes necessitam serem pesquisadas.

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2.1.1. Fundao rasa o primeiro tipo de fundao a ser pesquisada. A ordem de grandeza da taxa admissvel obtida por:SPTmdio (MPa) , para solos com SPT 20 50

s =

(2.1)

sendo: s a presso de pr-adensamento de solos predominantemente argilosos, expressa em Pa. Em princpio este tipo de fundao s vantajoso quando a rea ocupada pela fundao abranger, no mximo, de 50 % a 70 % da rea disponvel. De uma maneira geral, este tipo de fundao no deve ser usado nos seguintes casos: Aterro compactado; Argila mole; Areia fofa e muito fofa; Existncia de gua onde o rebaixamento do lenol fretico no se justifica economicamente.

2.1.2. Fundao em estacasDentre as fundaes em estacas existem: Brocas; Strauss; Pr-moldadas de concreto; Franki; Metlicas; Tipo mega; Escavadas; As Brocas so aplicadas para aes de pequenas intensidades (de 50 kN a 100 kN), acima do nvel da gua. Possuem dimetro varivel, entre 15 cm e 25 cm e comprimento do fuste em torno de 3 m. As estacas tipo Strauss abrangem a faixa de fora compreendida entre 200 kN e 800 kN. Apresentam a vantagem de no provocar vibraes, evitando desse modoEng. Rodrigo Gustavo Delalibera, dellacivil@yahoo.com.br

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danos s construes vizinhas, mesmo nos casos em que estas se encontrem em situao relativamente precria. Quando executadas uma ao lado da outra (estacas justapostas), podem servir de cortina de conteno para execuo de subsolos (desde de que devidamente armadas). No recomendvel sua utilizao abaixo do nvel da gua, principalmente se o solo for arenoso, visto que se pode tornar invivel drenar a gua do subsolo dentro do tubo e, portanto, impedir a concretagem (que deve ser feita a seco). Tambm no caso de argilas moles saturadas, pois poder ocorrer estrangulamento do fuste durante a concretagem. As Pr-moldadas de concreto abrangem as foras de 200 kN a 2400 kN. No se deve utilizar este tipo de estacas nos casos descritos abaixo: Terrenos com presena de mataces ou camadas de pedregulhos; Terrenos em que a previso da conta de ponta da estaca seja muito varivel, de modo que no seja possvel selecionar regies de comprimento constantes; Situaes em que as construes vizinhas se encontrem em estado precrio, quando as vibraes causadas pela cravao dessas estacas possam criar danos. As estacas do tipo Franki abrangem a faixa de fora de 200 kN a 1500 kN e seu processo executivo (cravao de um tubo com a ponta fechada e execuo de base alargada) causa muita vibrao. No recomendada sua utilizao nos seguintes casos: Terrenos com mataces; Construes vizinhas em estado precrio; Terrenos com camadas de argila mole saturada (estrangulamento do fuste anlogo ao caso da estaca Strauss). As estacas Metlicas, geralmente constitudas por perfis simples ou compostos, tubos ou tribos, abrangem a faixa de fora entre 400 kN a 3000 kN. Embora, atualmente seja o tipo de estaca mais cara, por unidade de carga, a mesma pode ser uma soluo vantajosa nos casos descritos: Quando no se deseja vibrao durante a cravao (principalmente se forem perfis simples); Quando servem de apoio a pilares de divisa, pois eliminam o uso de vigas de equilbrio e ajudam no escoramento, caso de subsolos (perfis com pranches de madeira). As do tipo Mega, geralmente construdas em concreto, so cravadas com auxlio de um macaco hidrulico reagindo contra a estrutura. Normalmente so utilizadas em reforos de fundaes.Eng. Rodrigo Gustavo Delalibera, dellacivil@yahoo.com.br

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Estacas Escavadas, geralmente construdas com lama bentontica e utilizadas em situaes de foras elevadas (acima de 1500 kN), competindo em custo com tubules a ar comprimido. No provocam vibraes, porm necessitam de rea relativamente grande para a instalao dos equipamentos necessrio para a sua execuo. Estacas com hlice contnua, se equivalem com as estacas escavadas.

2.1.3. Fundao em tubulesExistem dois tipos de tubules, a cu aberto e a ar comprimido (com camisa de ao ou concreto). Os tubules a cu aberto so utilizados acima no nvel da gua e, os tubules a ar comprimido so construdos em situaes em que a cota de arrasamento da base do tubulo esta abaixo do nvel da gua, quando no possvel esgotar a mesma. Os tubules a cu aberto so utilizados praticamente para qualquer faixa de fora. No produzem vibraes durante sua execuo e seu limite de carga condicionado rea de sua base. O dimetro da base deve ser limitado a 4 m e o fuste deve ter dimetro maior ou igual a 70 cm. A tenso admissvel do solo da camada de apoio da base obtida por meio da Expresso 2.2.SPTmdio (MPa) , para solos com SPT