Cálculo de alicerces de acordo com a norma DIN 4019 no RF- / FOUNDATION Pro

Geral

O recalque total s_tot no solo causado por cargas estruturais é constituído pelas componentes do recalque imediato s₀ , do recalque de consolidação s₁ e do recalque de fluência dependente do tempo s₂.

s_tot = s₀ + s₁ + s₂ = s + s₂

De acordo com a norma DIN 4019 [2] , o método descrito abaixo inclui uma configuração específica "s" que consiste em ambos os componentes de assentamento - assentamento causado por consolidação e assentamento causado por fluência (reassentamento secundário). A Figura 1 apresenta graficamente os componentes de liquidação dependentes do tempo. Neste caso, o tempo t₀ representa o período até que ocorra a consolidação completa.

Componentes de liquidação dependentes do tempo [2]

Cálculo de assentamento através de tensões verticais no solo

O método de cálculo do recalque descrito abaixo baseia-se no modelo de um semi-espaço elástico, isotrópico e homogéneo. Esta abordagem de cálculo também pode ser aplicada para o assentamento de solos de fundação com várias camadas.

Para determinar o recalque, é necessário dividir o solo em faixas e definir as tensões verticais do solo abaixo da base da fundação. Com base na análise de elasticidade, são determinados os assentamentos específicos s_i para cada faixa; estes são depois adicionados para obter os assentamentos totais s.

Determinação das tensões verticais do solo

Em primeiro lugar, o cálculo do recalque requer a determinação das tensões verticais do solo. O cálculo da tensão e do recalque é baseado num modelo de semi-espaço isotrópico elástico. As respetivas tensões podem ser distinguidas de acordo com a sua causa da seguinte forma:
σ_ou = tensão do solo causada pelo peso próprio do solo
σ_z = tensão causada pela carga estrutural
σ_z,i = tensão causada por carga estrutural na faixa i

As tensões verticais do solo σ_z devido à carga adicional na profundidade z podem ser calculadas com base na abordagem de Boussinesq [3] e no princípio da sobreposição.

De acordo com Boussinesq, a tensão vertical no solo causada pela carga vertical concentrada V é calculada na superfície do meio espaço como apresentado na Figura 2.

Tensão vertical do solo segundo Boussinesq [2]

As tensões verticais do solo à profundidade z sob o ponto de canto de uma tensão retangular "elástica" uniforme σ_z podem ser determinadas de acordo com a Figura 3.

Vertikale Bodenspannung unter dem Eckpunkt einer gleichmäßigen Rechtecklast [2]

O coeficiente de influência da tensão i_R pode ser deduzido dos nomogramas correspondentes, por exemplo, DIN 4019 [2].

Aplicando a abordagem mencionada acima, obtém-se o resultado da distribuição vertical de tensões do solo no solo sob a fundação, que é representado simbolicamente na Figura 4.

Verlauf der vertikalen Bodenspannungen und bezogenen Setzung unter einer gleichmäßig verteilten Last aus [2]

Profundidade de assentamento

No cálculo do recalque, é necessário considerar tensões adicionais devido à carga de fundação até a altura de influência do recalque, também chamada de altura limite. De acordo com as normas EN 1997-1 [1] e DIN 4019 [2], a altura de influência do assentamento pode ser considerada como a profundidade z, na qual a tensão vertical efetiva devido à carga de fundação é de 20% da tensão de recobrimento efetiva.