Manuais online RFEM 6 | Fundações de betão

Voltar para manuais online

389x

005731

Ann-Kathrin Dannwerth, B.Sc.

2024-07-11

Selecionar manual

Vista geral

Módulo Fundações de betão

Bases teóricas

Especificações de dimensionamento

Propriedades de dimensionamento de fundações isoladas

Dimensionamento

Resultados

Documentação

Capacidade de carga do solo

A comprovação da capacidade de carga do solo pode ser realizada de diferentes maneiras, dependendo da norma.
No Eurocode, a comprovação é feita através da comparação dos valores de dimensionamento das ações e das resistências (comprovação da ruptura do solo), enquanto nas normas norte-americanas é comum trabalhar com pressões de solo permitidas.
Ambas as abordagens descrevem o mesmo comportamento de carregamento do solo, mas diferem quanto ao conceito de segurança e ao formato da comprovação.

EN 1997-1: Comprovação da Ruptura do Solo

Na comprovação da ruptura do solo segundo a EN 1997-1, a resistência pode ser determinada através das pressões de solo permitidas previamente especificadas ou pelo cálculo da resistência à ruptura do solo, considerando as camadas de solo e as propriedades do solo.

Prova com Pressão de Solo Permitida Predefinida

Neste tipo de prova, a pressão de solo existente é comparada com a pressão de solo permitida especificada.
O valor da capacidade de suporte de solo permitida σ_a é definido nas configurações de dimensionamento geotécnico do Add-On "Fundamentos de Concreto" na seção "Pressão de Solo Permitida".

Determinação das Solicitações na Junta do Solo e das Excentricidades de Carga

A força de corte de dimensionamento com cargas adicionais na fundação V_z,+add e os momentos fletores de dimensionamento resultantes M_y,+add e M_x,+add no centro da base da fundação são necessários para determinar a excentricidade das cargas verticais efetivas:

e_{x} = - \frac{M_{y, + add}}{V_{z, + add}}

e_{y} = \frac{M_{x, + add}}{V_{z, + add}}

Excentricidade de ações resultantes incluindo cargas de fundação adicionais nas direções x e y

Determinação da Área Efetiva da Fundação

Na comprovação da ruptura do solo, é considerada apenas uma parte da área da base efetivamente existente – a parte onde a força normal resultante atua no centro.

L^{'} = m a x (w_{x} - 2 \cdot |e_{x}|; w_{y} - 2 \cdot |e_{y}|)

B^{'} = m i n (w_{x} - 2 \cdot |e_{x}|; w_{y} - 2 \cdot |e_{y}|)

A^{'} = B^{'} \cdot L^{'}

Comprimento efetivo da fundação L', largura da fundação L'e base A'

Pressão de Solo Existente

Assim, a pressão de solo existente pode ser determinada:

σ_{v o r h} = \frac{{V^{'}}_{d}}{A^{'}}

Valor de cálculo da ação de rotura do solo

Prova

A pressão de solo existente é comparada com a pressão de solo especificada:

η = \frac{{V^{'}}_{d} / A^{'}}{{R^{'}}_{d} / A^{'}} \leq 1.0

Critério de cálculo da rotura do solo

Prova com Resistência à Ruptura do Solo Calculada (Anexo D)

Na comprovação da ruptura do solo segundo a EN 1997-1 [1], ocorre uma comparação entre as ações normais à base da fundação e os valores de dimensionamento das resistências. É utilizado um procedimento de cálculo conforme [1] 6.5.2.2. No anexo D da norma, há um exemplo informativo para a determinação analítica da resistência à ruptura do solo.

Determinação da Resistência à Ruptura do Solo para Condições Consolidadas

O valor característico da resistência à ruptura do solo pode ser determinado para condições consolidadas segundo [1] Anexo D, Equação (D.2):

R_{k} / A^{'} = \underset{σ_{c}}{\underset{⏟}{c^{'} \cdot N_{c} \cdot b_{c} \cdot s_{c} \cdot i_{c}}} + \underset{σ_{q}}{\underset{⏟}{q^{'} \cdot N_{q} \cdot b_{q} \cdot s_{q} \cdot i_{q}}} + \underset{σ_{γ}}{\underset{⏟}{0.5 \cdot γ^{'} \cdot B^{'} \cdot N_{γ} \cdot b_{γ} \cdot s_{γ} \cdot i_{γ}}}

σ_c	Tensão devido a coesão
σ_q	Tensão devido à profundidade da fundação
σ_γ	Tensão devido à largura de fundação

Valor característico da resistência à rotura do solo de acordo com a EN 1997-1 Anexo D (consolidado)

Coeficientes de Capacidade de Carga (N_c, N_q, N_γ): Esses fatores são calculados considerando as condições do solo e o ângulo de atrito.

N_{q} = e^{π \cdot \tan (φ_{d}^{'})} \cdot \tan^{2} (45 ° + φ_{d}^{'} / 2)

N_{c} = (N_{q} - 1) \cdot \cot (φ_{d}^{'})

N_{γ} = 2 \cdot (N_{q} - 1) \cdot \tan (φ_{d}^{'}) sofern φ^{'} / 2 (raue Sohlfläche)

Coeficientes de capacidade de carga

Coeficientes de Forma (s_c, s_q, s_γ): Consideram a geometria da fundação, como plantas retangulares ou quadradas.

s_{q} = 1 + B^{'} / L^{'} \cdot \sin (φ_{d}^{'})

s_{c} = (s_{q} \cdot N_{q} - 1) / (N_{q} - 1)

s_{γ} = 1 - 0, 3 \cdot B^{'} / L^{'}

Coeficiente de forma para planta retangular ou quadrática

Coeficientes de Inclinação da Base (b_c, b_q, b_γ): Os coeficientes de inclinação da base consideram a inclinação da base da fundação α e são calculados principalmente para a comprovação da ruptura do solo.

b_{q} = (1 - α \cdot \tan (φ_{d}^{'}))^{2}

b_{c} = b_{q} - (1 - b_{q}) / (N_{c} \cdot \tan (φ_{d}^{'}))

b_{γ} = b_{q}

Coeficientes de área de base

Coeficientes de Inclinação (i_c, i_q, i_γ): Consideram os efeitos de cargas inclinadas.

m_{B} = (2 + B^{'} / L^{'}) / (1 + B^{'} / L^{'})

m_{L} = (2 + L^{'} / B^{'}) / (1 + L^{'} / B^{'})

m = m_{L} \cdot \cos^{2} (ω) + m_{B} \cdot \sin^{2} (ω)

i_{q} = (1 - H_{d} / (V_{d} + A^{'} \cdot c_{d}^{'} \cdot \cot (φ_{d}^{'})))^{m}

i_{c} = i_{q} - (1 - i_{q}) / (N_{c} \cdot \tan (φ_{d}^{'}))

i_{γ} = (1 - H_{d} / (V_{d} + A^{'} \cdot c_{d}^{'} \cdot \cot (φ_{d}^{'})))^{m + 1})

Coeficientes de inclinação

Ângulo de inclinação de força e relações geométricas para determinação dos coeficientes de inclinação

Determinação da Resistência à Ruptura do Solo para Condições Não Consolidadas

No caso de condições não consolidadas, é usada a seguinte fórmula:

R_{k} / A^{'} = (π + 2) \cdot c_{u} \cdot b_{c} \cdot s_{c} \cdot i_{c} + q

Valor característico da capacidade resistente de acordo com a EN 1997-1 Anexo D (não drenado)

Prova

O valor de dimensionamento da ação de ruptura do solo é comparado com o valor de dimensionamento da resistência à ruptura do solo:

η = \frac{{V^{'}}_{d} / A^{'}}{{R^{'}}_{d} / A^{'}} \leq 1.0

Critério de cálculo da rotura do solo

Informação

As ações (Actions A), propriedades do solo (Material M) e as resistências (Resistance R) são reduzidas pelos coeficientes parciais de segurança 𝛾 conforme [1] A.3.

Capítulo principal

Estabilidade externa – Verificações geotécnicas