Cálculo de liquidação de fundações individuais de acordo com a norma DIN 4019 no RF- / FOUNDATION Pro

Artigo técnico

Para o projeto do estado limite de serviço de acordo com a Seção 6.6 do Eurocode EN 1997-1, a liquidação deve ser calculada para fundações de spread. RF- / FOUNDATION Pro permite que você execute o cálculo de liquidação para uma única fundação. Para isso, você pode escolher entre base elástica ou sólida. Definindo um perfil do solo, é possível considerar várias camadas do solo sob a base da fundação. Os resultados do assentamento, inclinação da fundação e distribuição vertical de tensão de contato com o solo são exibidos graficamente e em tabelas para fornecer uma visão geral rápida e clara do cálculo realizado. Para além da conceção do assentamento da fundação em RF- / FOUNDATION Pro, a análise estrutural determina as constantes de mola representativas para o suporte e pode ser exportada para o modelo estrutural do RFEM ou do RSTAB.

Geral

Tot o total de assentamento s no solo causadas por cargas estruturais consiste dos componentes da solução imediata s 0, liquidação consolidação s 1, e o assentamento deformação dependente do tempo s 2.

tot = s 0 + s 1 + s 2 = s + s 2

De acordo com a norma DIN 4019 [2] , o método descrito abaixo inclui uma configuração específica "s", que consiste em ambos os componentes de liquidação - a liquidação causada pela consolidação e a liquidação causada por deformação (liquidação secundária). A Figura 1 mostra os componentes de liquidação dependentes do tempo graficamente. Nesse caso, o tempo t 0 representa o período até que ocorra a consolidação completa.

Figura 01 - Componentes de Liquidação Dependentes do Tempo [2]

Cálculo de liquidação usando tensões verticais no solo

O método de cálculo de liquidação descrito abaixo é baseado no modelo de um meio espaço elástico, isotrópico e homogêneo. Esta abordagem de cálculo também pode ser aplicada para o assentamento de solo de fundação com várias camadas.

Para determinar o assentamento, é necessário dividir o solo em tiras e definir as tensões verticais do solo abaixo da base da fundação. Com base na análise de elasticidade, os assentamentos específicos s i são determinados para cada faixa e, em seguida, são somados para obter a liquidação total s.

$$ \ mathrm s \; = \; {\ mathrm {Σs}} _ \ mathrm i \; = \; \ mathrm \ Sigma (\ frac {{\ mathrm {Δσ}} _ {\ mathrm z, \ mathrm i }} {{\ mathrm E} _ {\ mathrm S, \ mathrm i}} \; \ cdot \; {\ mathrm {Δz}} _ \ mathrm i) \; \ mathrm {de acordo} \; \ mathrm {para } \; \ mathrm {DIN} \; 4019 \; \ lbrack2 \ rbrack $$
Onde
Δσ z, i = estabelecimento gerando tensão adicional em uma tira i 
E S, i = módulo de rigidez de uma tira i 
Δz i = espessura de uma tira i 

Determinação de Estresses de Solo Vertical

Primeiro, o cálculo do assentamento requer a determinação de tensões verticais no solo. O cálculo de tensão e liquidação baseia-se num modelo do semi-espaço isotrópico elástico. As respectivas tensões podem ser distinguidas de acordo com suas causas da seguinte forma:
σ ou = estresse do solo causado pelo peso próprio do solo
σ z = estresse causado pela carga estrutural
σ z, i = tensão causada pela carga estrutural em uma tira 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 de superposição.

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

Figura 02 - Estresse do Solo Vertical Segundo Boussinesq [2]

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

Figura 03 - Estresse vertical do solo sob o ponto de canto da carga retangular uniforme [2]

O coeficiente de influência estresse i R pode ser deduzida a partir dos nomogramas correspondentes, por exemplo a partir de DIN 4019 [2].

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

Figura 04 - Distribuição de Estresses Solos Verticais e Assentamentos Relacionados sob Carga Uniformemente Distribuída de [2]

Profundidade de Liquidação

No cálculo de liquidação, é necessário considerar tensões adicionais devido à carga de fundação até a profundidade de influência do assentamento, também chamado de profundidade limite. De acordo com a EN 1997-1 [1] e a norma DIN 4019 [2], a profundidade de influência do assentamento pode ser tomada como a profundidade z, na qual a tensão vertical efetiva devido à carga de fundação é de 20% da tensão efetiva de sobrecarga.

Referência

[1] Eurocódigo 7 - Design, engenharia e design em geotecnia - Parte 1: Regras gerais ; EN 1997-1: 2009
[2] Solo - Análise do Assentamento ; DIN 4019: 2015-05
[3] Boussinesq, J. (1885). Aplicação de potenciômetros à l'étude de l'háquilibre et du mouvement des solides élastiques . Paris: Gauthier-Villars, Imprimeur-Libraire.

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