Neste momento, também é relevante mencionar o artigo técnico anterior sobre o RF-/FOUNDATION Pro, o qual descreve a determinação da resistência à rotura do solo de acordo com a EN 1997-1, Anexo D. O artigo seguinte foca-se na determinação dos parâmetros médios do solo ao aplicar um perfil de solo com diferentes camadas de solo.
Considerar o nível da água subterrânea
Ao introduzir o perfil do solo no RF-/FOUNDATION Pro, existe a opção de considerar o nível de água subterrânea.
Como pode observar na Figura 01, foi definido um nível de água de 0,50 m acima da borda superior da fundação.
Basicamente, pode-se afirmar que a entrada do nível da água subterrânea – dependendo da elevação – tem um efeito em todas as verificações. A razão é que a água subterrânea é considerada uma "carga" (impulsão) do lado da ação e do lado da resistência nos parâmetros do solo.
A seguir, as verificações do estado limite de levantamento, da resistência à rotura do solo e da resistência ao deslizamento são descritas tendo em consideração a influência do nível da água do subsolo utilizando um exemplo. Neste caso, as "condições de subsolo drenado" encontram-se predefinidas na janela 1.1. Isto tem um impacto nas fórmulas para determinar a rotura do solo e a resistência ao deslizamento.
verificação relativa ao levantamento
O dimensionamento da segurança à impulsão é realizado no RF-/FOUNDATION Pro com a designação "upLift". O levantamento da fundação devido à força de levantamento hidrostático da água é, na verdade, uma análise de equilíbrio estático em termos do estado limite de levantamento UPL. A segurança contra levantamento global de uma estrutura não ancorada é alcançada se for cumprida a seguinte condição:
Gdst,k ∙ γG,dst + Qdst,rep ∙ γQ,dst ≤ Gstb,k ∙ γG,stb + Tk ∙ γG,stb
Durante a verificação da estabilidade ao levantamento da fundação, é verificado se as cargas verticais de elevação devido ao peso próprio da fundação são absorvidas ou compensadas. No RF-/FOUNDATION Pro, as cargas verticais de levantamento são compostas pela impulsão hidrostática da fundação situada abaixo do nível de água do subsolo, bem como por quaisquer cargas de levantamento que possam estar presentes.
O componente Tk descreve uma força de corte característica adicional Tk = ηz ∙ Eah,k ∙ tan δa, aplicada como efeito estabilizador, como força de atrito diretamente sobre uma parede estrutural (superfícies laterais do bloco de fundação). Tk não é aplicado de forma conservativa no RF-/FOUNDATION Pro. De acordo com as especificações em [1] e [2], o dimensionamento de estruturas permanentes deve ser realizado sem a aplicação de forças de corte.
Se a borda inferior da fundação estiver abaixo do nível da água do subsolo, é necessário determinar a força de levantamento hidrostática para a verificação da impulsão.
No RF--/FOUNDATION Pro, a força de elevação vertical resultante resulta da força de levantamento hidrostática e, se aplicável, das cargas de elevação existentes até Vres, neg, e pode ser encontrada na janela 2.2 nos detalhes de dimensionamento do estado limite de levantamento dimensionamento.
Nota sobre fundação de encaixe: No caso de fundações de encaixe, é considerado o volume real do encaixe para determinar a força de levantamento. Isto significa que a componente atuante positiva da pressão da água na borda superior da fundação é reduzida em conformidade em torno da área de base das dimensões do encaixe.
Ao determinar a força vertical resultante atuante positiva na ligação do solo, a posição do nível da água subterrânea é considerada ao aplicar o recobrimento de terra. Isto significa que a camada de solo acima da borda superior da fundação deve ser subdividida em relação à elevação do nível de água subterrânea e a carga vertical positiva é determinada a partir do peso do recobrimento de terra com o peso efetivo, tendo em consideração a impulsão.
Se uma placa de fundação com uma altura de 0,75 m estiver sobrecarregada e o nível da água subterrânea de 0,50 m acima da borda superior da fundação estiver definido, o recobrimento de terra deve ser dividido em duas camadas com pesos diferentes. A camada que se encontra inteiramente dentro da água subterrânea deve ser tida em consideração com o peso do solo saturado, menos a impulsão. O RF-/FOUNDATION Pro exibe os valores detalhados por camada de solo na janela de resultados 2.2.
Neste caso (ver Figura 03), aplica-se um peso de γ = 20,00 kN/m³ acima do nível da água subterrânea. Para a camada de solo na água subterrânea, é considerado o peso do solo saturado γSat = 20,5 kN/m² menos o peso da água subterrânea de 10,00 kN/m³, resultando numa densidade sob levantamento γ' = 10,5 kN/m³. Para determinar o valor de cálculo da carga devido ao recobrimento da terra, é aplicado o coeficiente de segurança parcial γ G,stb.
Neste caso, as dimensões dos pilares ligados devem ser consideradas novamente, tal como acontece com a fundação de encaixe ao aplicar a pressão positiva da água. A verificação da estabilidade ao levantamento está cumprida se Vres,neg ≤ Vres,pos.
verificação da resistência à rotura do solo
A segurança contra rotura do solo (GEO-2) é alcançada se a condição Vd ≤ Rd for cumprida. A influência da água subterrânea deve ser tida em consideração no lado da ação e no lado da resistência.
Da mesma forma como na verificação da estabilidade ao levantamento, também é necessário considerar a densidade do peso do solo do solo sujeito a levantamento (peso submerso). Em contraste com a verificação da estabilidade ao levantamento, o valor de cálculo da carga devido ao recobrimento da terra é determinado com o coeficiente de segurança parcial γG,sup para ações permanentes desfavoráveis. O valor de cálculo da impulsão é considerado com o coeficiente de segurança parcial γG,inf.
A resistência à rotura do solo é determinada no RF-/FOUNDATION Pro de acordo com a EN 1997-1, Anexo D. O valor característico da resistência à rotura do solo pode ser calculado de acordo com [1] Anexo D, Equação (D.2), da seguinte forma:
Nota para a Equação (D.2) acima: De acordo com o Anexo D de [1], o parâmetro γ' corresponde à "densidade do peso efetivo de cálculo do solo abaixo do nível da fundação".
Por um lado, o peso específico γ' é considerado para a determinação da pressão de sobrecarga efetiva ao nível da base da fundação. Por outro lado, o peso específico efetivo γ' também é aplicado aos solos abaixo do nível da fundação e, por isso, é aplicado diretamente na determinação da resistência à rotura do solo. Além disso, a sobrecarga mais baixa devido à impulsão aplicada também tem um impacto negativo na determinação das excentricidades ex e ey. As excentricidades tornam-se maiores e a rotura é menor para a base de fundação computacional A'.
Verificação da resistência ao deslizamento
A segurança ao deslizamento (GEO-2) é alcançada se a condição Hd ≤ Rd + Rp,d for cumprida.
No caso da verificação da resistência ao deslizamento, o nível da água subterrânea é considerado apenas no lado da resistência. No lado da ação, o nível da água subterrânea não é considerado. A força horizontal Hd, para a qual a resistência ao deslizamento da fundação é para ser verificada, é constituída pelas forças de apoio calculadas no RFEM ou no RSTAB. O Hd resultante cobre todas as ações relevantes para o dimensionamento na base da fundação, incluindo as forças da terra ativas. Neste momento, deve ser destacado que a pressão da terra ativa não é considerada automaticamente no RF-/FOUNDATION Pro. Se o componente horizontal da pressão ativa da terra tiver de ser considerado no dimensionamento, este deve ser introduzido como "Carga concentrada adicional" em Px ou Py na janela 1.4 Carregamento.
Ao determinar a resistência, o nível de água do subsolo é considerado através da densidade do peso efetivo γ' e como a própria carga de levantamento. O peso específico efetivo γ' influencia a carga vertical Gcov,d do recobrimento de terra. A impulsão resultante do nível da água subterrânea acima da base da fundação também é aplicada como uma ação desfavorável com o coeficiente de segurança parcial γG,sup, através da qual a carga vertical favorável resultante V'd é reduzida para a resistência ao deslizamento dimensionamento.
Se a pressão da terra passiva Rp,d deve ser considerada no cálculo de acordo com [1] Anexo C, é necessário ativar esta opção na janela 1.1 em "Configuração para deslizamento". Se for este o caso, aplica-se o peso específico γ' para a determinação da resistência da terra.