Fundacoes

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Notas de aula de Fundações – Prof. Cláudio R. R. Dias

Capacidade de Carga

CAPÍTULO 4

CAPACIDADE DE CARGA E TENSÃO ADMISSÍVEL

Neste capítulo são apresentadas as principais teorias a respeito da estimativa da capacidade de carga de fundações superficiais, bem como as considerações a serem realizadas para a determinação da tensão admissível.

4.1. INTRODUÇÃO Segundo a NBR 6122, tensãoadmissível é a carga que, aplicada à sapata, provoca recalques que não produzem inconvenientes à estrutura e, simultaneamente, oferece segurança satisfatória à ruptura ou escoamento da fundação. A determinação da tensão admissível do solo pode ser feita por tabelas (normas ou códigos), por fórmulas de capacidade de carga e suas correlações. A NBR 6122 traz uma tabela, que se aconselha unicamentepara obras de pequena importância, ou para anteprojetos de fundações. A obtenção da tensão admissível por meio de testes de carga somente é possível para obras de grande importância, devido aos custos do referido teste. A NBR fixa as condições gerais a satisfazer nas provas de carga sobre o terreno, para fins de fundação sobre sapatas. As fórmulas de capacidade de carga são hoje um instrumentobastante eficaz na previsão da tensão admissível, destacando-se dentre as inúmeras formulações a de Terzaghi, de Meyerhof, de Skempton, e de Brinch Hansen (com colaborações de Vesic). As fórmulas de capacidade de carga são determinadas a partir do conhecimento do tipo de ruptura que o solo pode sofrer, dependendo das condições de carregamento.

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4.2. TIPOS DE RUPTURA Ao se aplicar uma carga sobre uma fundação, pode-se provocar três tipos de ruptura no solo, considerado como meio elástico, homogêneo, isotrópico, semi-infinito: RUPTURA GERAL, RUPTURA LOCAL e RUPTURA POR PUNCIONAMENTO. 4.2.1. Ruptura Geral Na ruptura geral, ocorre a formação de uma cunha, que tem movimento vertical para baixo, e que empurralateralmente duas outras cunhas, que tendem a levantar o solo adjacente à fundação. Na Figura 3.1(a) pode-se ver que a superfície de ruptura é bem definida e na Figura 3.1(b) nota-se bem um ponto de carga máxima na curva carga x recalque. A ruptura geral ocorre na maioria das fundações em solos pouco compressíveis de resistência finita e para certas dimensões de sapatas.

Carga Q0

Recalque (a) Figura4.1 – Ruptura Geral 4.2.2. Ruptura Local Neste tipo de ruptura, forma-se uma cunha no solo, mas a superfície de deslizamento não é bem definida, a menos que o recalque atinja um valor igual à metade da largura da fundação (Figura 3.2). A ruptura local ocorre geralmente em areias fofas. (b)

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Capacidade de Carga

Carga

Recalque (a)Figura 4.2 – Ruptura Local 4.2.3. Ruptura por Puncionamento Quando ocorre este tipo de ruptura nota-se um movimento vertical da fundação, e a ruptura só é verificada medindo-se os recalques da fundação (Figura 3.3). A ruptura por puncionamento ocorre em solos muito compressíveis, em fundações profundas ou em radiers. (b)

Carga

Q0

Recalque (a) Figura 4.3 – Ruptura por Puncionamento (b)4.3. CAPACIDADE DE CARGA

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Capacidade de Carga

A capacidade de carga é a tensão limite que o terreno pode suportar sem escoar (sem romper). 4.3.1. Teoria de Terzaghi TERZAGHI (1943) desenvolveu uma teoria para o cálculo da capacidade de carga, baseado nos estudos de PRANDTL (1920) para metais. Para tal admitiu algumas hipóteses: • • • • •Resistência ao cisalhamento do solo definida em termos da coesão c e do ângulo de atrito φ ; Peso específico γ constante; Material com comportamento elasto-plástico perfeito; Material homogêneo e isotrópico; Estado plano de deformação.

Considera-se que a ruptura se dá ao longo de uma cunha, logo abaixo da sapata, seguida de uma curva espiral logarítmica, que segue até a superfície do terreno...
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