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

Artigo técnico

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Para a verificação do estado limite de utilização de acordo com a Secção 6.6 do Eurocódigo EN 1997-1, a respetiva regularização tem de ser calculada para fundações dispersas. O RF- / FOUNDATION Pro permite-lhe executar o cálculo de liquidação para uma única fundação. Para isso, pode selecionar entre uma fundação elástica ou sólida. Definindo um perfil do solo, é possível considerar várias camadas do solo sob a base da fundação. Os resultados da distribuição de tensões de assentamento, basculamento de fundação e vertical de contato com o solo são exibidos graficamente e nas tabelas para fornecer uma visão geral rápida e clara do cálculo realizado. Para além do dimensionamento da fundação no RF- / FOUNDATION Pro, a análise estrutural determina as constantes de mola representativas para o apoio e pode ser exportada para o modelo estrutural do RFEM.

Geral

Ges O total de assentamento s no solo devido às cargas estruturais é composto pelos componentes da solução imediata s 0, o assentamento de consolidação s 1, e a definição de fluência dependente do tempo é 2.

s ges = s 0 + s 1 + s 2 = s + s 2

De acordo com a norma DIN 4019 [2] , a liquidação "s" determinada no método descrito abaixo inclui os dois componentes de liquidação da liquidação imediata e da liquidação por consolidação. A Figura 1 mostra graficamente os componentes de liquidação dependentes do tempo. O tempo t 0 representa o tempo até a consolidação completa.

Figura 01 - 1 - Componentes de liquidação dependentes do tempo [2]

Cálculo de assentamento utilizando as tensões verticais no solo

O método de assentamento descrito abaixo baseia-se no modelo do meio espaço elástico, isotrópico e homogéneo. Esta abordagem de cálculo também é adequada para a determinação de um subsolo com várias camadas.

Para determinar o assentamento, o solo é dividido em sub-camadas e as tensões verticais do solo abaixo da fundação são determinadas. Com base na teoria da elasticidade, são determinados os assentamentos específicos s i das camadas parciais individuais, que são então adicionadas para formar um assentamento global s.

$$\mathrm s\;=\;{\mathrm{Σs}}_\mathrm i\;=\;\mathrm\Sigma(\frac{{\mathrm{Δσ}}_{\mathrm z,\mathrm i}}{{\mathrm E}_{\mathrm S,\mathrm i}}\;\cdot\;{\mathrm{Δz}}_\mathrm i)\;\mathrm{nach}\;\mathrm{DIN}\;4019\;\lbrack2\rbrack$$
Onde,
Δσ z, i = determinação da tensão adicional na subcamada i
E S, i = módulo de rigidez da subcamada i
Δz i = espessura da camada parcial i

Determinação de tensões verticais no solo

Para o cálculo de assentamento, as tensões verticais do solo devem primeiro ser determinadas. Como base para o cálculo da tensão e da deposição, é assumido um modelo do meio espaço elástico-isotrópico. As respectivas tensões são diferenciadas de acordo com a sua causa da seguinte forma:
σ ou = tensão do solo devido à carga morta do solo
σ z = tensão devido à carga estrutural
σ z, i = tensão devido à carga estrutural na camada parcial 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 é calculada como mostra a Figura 2 devido a uma carga única perpendicular V na superfície do meio espaço.

Figura 02 - 2 - Esforço vertical do solo segundo Boussinesq [2]

As tensões verticais do solo na profundidade z abaixo do ponto de canto de uma tensão retangular perpendicular uniformemente "flácida" σ z podem ser determinadas de acordo com a Figura 3.

Figura 03 - 3 - Esforço vertical do solo sob o ponto de canto da carga uniforme do retângulo [2]

O coeficiente de influência da tensão i R também pode ser obtido nos nomogramas correspondentes, por exemplo, na DIN 4019 [2].

Usando os métodos mencionados acima, é criada uma distribuição vertical da tensão do solo no solo sob a fundação, o que é mostrado simbolicamente na Figura 4.

Figura 04 - 4 - Distribuição de tensões verticais no solo e assentamentos relacionados sob carga uniformemente distribuída de [2]

Profundidade da influência da liquidação

Para o cálculo do assentamento, as tensões adicionais devido ao carregamento do solo até a profundidade de influência do assentamento, também denominada profundidade limite, devem ser consideradas. De acordo com a EN 1997-1 [1] e DIN 4019 [2], é permitido assumir a profundidade de influência do assentamento a uma profundidade z, onde as tensões adicionais verticais da carga efetiva do assentamento atingem 20% da vertical efetiva tensões iniciais no solo.

Literatura

[1]   Eurocódigo 7 - Dimensionamento, cálculo e dimensionamento em engenharia geotécnica - parte 1: Regras gerais; EN 1997-1: 2009
[2] Solo - cálculos de assentamento; DIN 4019: 2015-05
[3] Boussinesq, J .: Aplicação do potencial de acordo com o equilíbrio e movimento de sólidos sólidos… Paris: Gauthier-Villars, 1885.

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