sexta-feira, 28 de setembro de 2012

Fundações Superficiais: Alternativas para fundação, Principais tipos de radier.

As sapatas e os blocos sào os elementos de fundação mais simples e, quando é possível sua adoção, os mais econômicos. Os blocos são mais econômicos que as sapatas para cargas reduzidas, quando o maior consumo de concreto é pequeno e justifica a eliminação da armação. Nào há, porém, qualquer restrição ao seu emprego para cargas elevadas.

Uma fundação associada (viga, sapata associada ou radier) é adotada quando:

• as áreas das sapatas imaginadas para os pilares se aproximam umas das outras ou mesmo se interpenetram (em conseqüência de cargr.s ele-vadas nos pilares e/ou de tensões de trabalho
baixas);
• se deseja uniformizar os recalques (por meio de uma fundação associada).

Quando uma ou as duas condições acima são satisfeitas cm parte da obra, pode-se adotar a sapata associada nesta área c fundações isoladas no restante da obra. Quando sào satisfeitas em toda a área da obra (ou por opção do projetista) pode-se adotar o radier. Quando a área total dc fundação ultrapassa metade da área da constmção, o radier é indicado.

Quanto à forma ou sistema estrutural, os radieis sào projetados segundo 4 tipos principais (Figura 6.6):

• radiers lisos
• radiers com pedestais ou cogumelos
• radiers nervurados
• radiers em caixão

Os tipos estão listados em ordem crescente de rigidez relativa. Há ainda os radiers em abóbadas invertidas, porém pouco comuns no Brasil.

Fig. 6. 5 - Situações encontradas no estudo de alternativas para fundação


Fig. 6. 6 - Principais tipos de radier: (a) liso. (b) com pedestais ou cogumelos, (c) com vigamento e (d) em caixão

terça-feira, 25 de setembro de 2012

ESCOLHA DA ALTERNATIVA DE FUNDAÇÃO — CRITÉRIOS GERAIS.

Algumas características da obra podem impor um certo tipo de fundação. Este é o caso, por exemplo, de uma obra cujo subsolo é constituído por argila mole até uma profundidade considerável, como mostrado na Figura 6.5a. cm que uma fundação em estacas é a solução que se impõe.

Quanto ao tipo de estaca, haverá, em geral, algumas opções a examinar.

Outras obras podem permitir uma variedade de soluções. Nesse caso é interessante procederse a um estudo de alternativas e fazer a escolha com base em:

• menor custo e
• menor prazo de execução.

Neste estudo de alternativas pode-se incluir mais de um tipo dc fundação superficial — ou mais de um nível de implantação — c mais de um tipo de fundação profunda. Na avaliação de custos e prazos é importante considerar escavações e rcaterros, como mostrado na Figura 6.5b-d. Na Figura 6.5c estão mostradas duas possibilidades de fundação superficial, sendo que aquela implantada a maior profundidade tem menor volume de concreto armado (devido a uma maior tensào de trabalho) mas maior volume de terra a movimenta r e, cas o ultrapass e o nível d água, necessidade de rebaixamento do lençol d água. A alternativa cm estacas (Figura 6.5d) , por outro lado, pode apresentar menor custo global se considerarmos o menor volume rios bloro s íle roroamenl o e o menor movimento de terra. Assim, é válido se estudar mais de uma alternativa e comparar cus-tos e prazos de execução.
Fig. 6. 5 - Situações encontradas no estudo de alternativas para fundação

Fundações Superficiais.


sexta-feira, 21 de setembro de 2012

Fundações Mistas.

Sào fundações mistas aquelas que associam fundações superficiais e profundas. Exemplos (Figura 6.4) :

Fig. 6.4 - Alguns tipos de fundação mista: (a) estaca ligada a sapata {"estaca T"), (b) estaca abaixo de sapata ("estapata") , (ej radier sobre estacas e (d) radier sobro tubulões

sapatas sobre estacas — associação de sapata com uma estaca (chamada de "estaca T" ou "estapata", dependendo se há contato entre a estaca e a sapata ou nào);
 
radiers estaqueaclos — radiers sobre estacas (ou tubulóes) , que transfere parte das cargas que
recebe por tensões de contato em sua base e parte por atrito lateral e carga de ponta das estacas.

terça-feira, 18 de setembro de 2012

Fundações Profundas.

Já as fundações profundas são separadas em três tipos principais:

estaca — elemento de fundação profunda executado com auxílio dc ferramentas ou equipamentos, execução esta que pode ser por cravação a percussão, prensagem, vibração ou por escavação, ou, ainda, de forma mista, envolvendo mais de um destes processos;

tubulào — elemento de fundação profunda de forma cilíndrica, em que, pelo menos na sua fase final de execução, há a descida de operário (o tubulão nào difere da estaca por suas dimensões mas pelo processo executivo, que envolve a descida de operário);

caixão — elemento de fundação profunda de forma prismática, concretado na superfície e instalado por escavação interna.

 Fig. 6. 3 - Alguns tipos dc fundaçõe s profundas: estacas a) metálicas, b) prémoldadas de concreto vibrado,  c) prcmoldada de concreto centrifugado, d) tipo Franki c  tipo Strauss, e) tipo raiz. f) escavadas; tubulõcs g) a céu  aberto, sem revestimento, h) com revestimento dc  concreto i) com revestimento de aço

quinta-feira, 13 de setembro de 2012

Fundações Superficiais (diretas).

Quanto aos tipos de fundações superficiais há (Figura 6.2):

bloco— elemento de fundação dc concreto simples, dimensionado de maneira que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura;

sapata — elemento dc fundaçào dc concreto armado, de altura menor que o bloco, utilizando armadura para resistir aos esforços de tração; viga de fundação — elemento de fundação que recebe pilares alinhados, geralmente de con creto armado; pode ter seção transversa, tipo bloco (sem armadura transversal), quancb são freqüentemente chamadas de baldrames, ou tipo sapata, armadas;

grelha— elemento de fundação constituído por um conjunto de vigas que sc cruzam nos pilares; sapata associada — elemento de fundação que recebe parle dos pilares da obra, o que a difere do radier, sendo que estes pilares não são alinhados, o que a difere da viga de fundação;

radier— elemento de fundação que recebe todos os pilares da obra.

Fig. 6. 2 - Principais tipos dc fundação superficial : (a) bloco, [bj sapata, (cj viga e (d) radier

terça-feira, 11 de setembro de 2012

ALTERNATIVAS DE FUNDAÇAO

As fundações sào convencionalmente separadas em 2 grandes grupos:

fundações superficiais (ou "diretas") e
• fundações profundas.

A distinção entre estes dois tipos é feita segundo o critério (arbitrário) de que uma fundação profunda é aquela cujo mecanismo de ruptura de base nào atinge a superfície do terreno. Como os mecanismos
de ruptura de base atingem, acima da mesma, até 2 vezes sua menor dimensão, a norma NBR 6122 estableceu que fundações profundas são aquelas cujas bases estão implantadas a mais de 2 vezes sua menor dimensão, c a pelo menos 3 m de profundidade.

sábado, 8 de setembro de 2012

Requisitos de um projeto de fundação.

Os requisitos básicos a que um projeto de fundações deverá atender são:

a) Deformações aceitáveis sob as condições de trabalho;
b) Segurança adequada ao colapso do solo de fundação ( estabilidade "externa ")-,
c) Segurança adequada ao colapso dos elementos estruturais ( estabilidade "interna").

Conseqüências do nào atendimento a estes requisitos estão mostradas na Figura 6.1.

Fig. 6.1 - (a) Deformações excessivas, (bj colapso do solo e (c| colapsos dos elementos estruturais, resultantes de projetos deficientes 


O atendimento ao requisito (1) corresponde à verificação de um estado limite de utilização de
que trata a norma NBR 8681/8-1. O atendimento aos requisitos (2) e (3) corresponde à verificação
de estados-limites últimos.

Outros requisitos específicos de certos tipos de obra são:

a) Segurança adequada ao tombamento e deslizamento (também estabilidade "externa"l, a ser verificada nas casos cm que forças horizontais ele-vadas atuam em elementos de fundação superficial;

b) Níveis de vibração compatíveis com o uso da obra,
a serem verificados nos casos de cargas dinâmicas.

quinta-feira, 6 de setembro de 2012

FUNDAÇÕES: ELEMENTOS NECESSÁRIOS E CRITÉRIOS DE PROJETO.

Elementos necessários para o projeto

Os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de fundações são:

(1) Topografia da Área
• Levantamento topográfico (planialtimétrico)
• Dados sobre taludes c encostas no terreno (ou que possam, no caso de acidente, atingir o terreno)
• Dados sobre erosões (ou evoluções preocupantes na geomorfologia)

(2) Dados Geológicos-Geotécnicos
• Investigação do subsolo (preferencialmente em 2
etapas: preliminar c complementar)
•Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e levantamentos aerofotogramétricos, artigos sobre experiências anteriores na área etc.)

(3) Dados da Estrutura a Construir
•Tipo c uso que terá a nova obra
• Sistema estrutural
• Cargas (ações nas fundações)

(4) Dados sobre Construções Vizinhas
• Tipo de estrutura e fundações
• Número de pavimentos, carga média por pavimento
• Desempenho das fundações
• Existência dc subsolo
• Possíveis conseqüências dc escavações c vibrações provocadas pela nova obra


Ações nas fundações

As solicitações a que uma estrutura está sujeita podem ser classificadas dc diferentes maneiras. No exterior é comum separá-las cm 2 grandes grupos:

(a) Cargas vivas, separadas em :
•cargas operacionais (ocupaçào, armazenamento,
passagem dc veículos, frenagens etc.),
• cargas ambientais (ventos, correntes etc.) e
• cargas acidentais (colisão, explosão, fogo etc.);

(b) Cargas mortas ou permanentes Ipeso
próprio, empuxo de terras e água etc.J.  Já no Brasil, a norma NBR 8681/84 ("Ações e Segurança nas Estruturas") classifica as ações  nas estruturas em:

a) Ações permanentes: as que ocorrem com valores constantes durante praticamente toda a vida da obra (peso próprio da construção e de equi-pamentos fixos, empuxos, esforços devidos a recalques dc apoios);

b) Ações variáveis: as que ocorrem com valores que apresentam variações significativas em torno da média (ações devidas ao uso da obra, ti-picamente);

c) Ações excepcionais: as que têm duração extremamente cuita e muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da obra, mas que precisam ser consideradas no projeto de determinadas estruturas (explosões, colisões, incêndios, enchentes, sismos).

A norma NBR 8681/84 estabelece critérios para combinações destas ações na verificação dos esta-
dos-limites de uma estrutura (assim chamados os estados a partir dos quais a estrutura apresenta desempenho inadequado às finalidades da obra):

a) estados-limitcs últimos (associados a colapsos parciais ou total da obra);

b) estados-limites de utilização (quando ocor-rem deformações, fissuras etc. que comprometem o uso da obra).

Requisitos de um projeto de fundação.

terça-feira, 4 de setembro de 2012

A MECÂNICA DOS SOLOS NA ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES.

Todo projeto de fundações contempla as cargas aplicadas pela obra c a resposta do solo a estas solicitações. Os solos são muito distintos entre si e respondem de maneira muito variável, por isto, toda experiência transmitida pelas gerações de construtores sempre se relaciona ao tipo de solo existente.

Trabalhos marcantes sobre o comportamento dos solos foram desenvolvidos nos séculos passados, como os clássicos de Coulomb, 1773, Kankine, 1856 e Darcy, 1856. Entretanto, um acúmulo de insucessos em obras de engenharia civil, no inicio deste século, onde se destacam as rupturas do Canal do Panamá e rompimentos de grandes talu-des em estradas e canais em construção na Europa c nos Estados Unidos, mostrou a necessidade de revisão dos procedimentos de cálculo. Como apontou Terzaghi (1936), ficou evidente que não se podiam aplicar aos solos leis teóricas de corrente aplicação em projetos que envolviam materiais mais bem definidos, como o concreto c o aço. Não era suficiente determinar em laboratório parâmetros de resistência e deformabilidade em amostras de solo e aplicá-los a modelos teóricos adequados àqueles materiais. De fato, o comportamento rcológico dos maciços terrosos não pode ser expresso por parâmetros simples como um módulo de elasticidade ou uma tensão de escoamento ou de resistência.

O conhecimento do comportamento deste material, disposto pela natureza em depósitos heterogêneos e apresentando comportamento demasiadamente complicado para tratamentos teóricos rigorosos, se deveu em grande parte, aos trabalhos de Karl Terzaghi, engenheiro civil de larga experiência, sólido preparo científico e acurado espírito de investigação. Seus trabalhos, identificando o papel das pressões na água nas tensões nos solos, e apresentando uma solução matemática para a evolução dos recalques das argilas com o tempo após o carregamento, são reconhecidos como o marco inicial de uma nova ciência de engenharia, que recebeu o nome de Mecânica dos Solos.

O conhecimento das propriedades dos solos não se restringe ao que a Mecânica pode esclarecer. A

Química e a Física Coloidal, importantes para justificar aspectos do comportamento dos solos, sào partes integrantes da Mecânica dos Solos, enquanto que o conhecimento da Geologia é fundamental para tratamento correto dos problemas de fundações.

A Engenharia de Fundações é uma arte, que se aprimora pela experiência, com o comportamento das fundações devidamente observado e interpretado, e isto não se faz sem atentar para as peculiaridades dos solos. Por outro ado, todo desenvolvimento de técnicas de projeto e de execução das fundações depende do entendimento dos mecanismos de comportamento dos solos.

domingo, 2 de setembro de 2012

A TÉCNICA NA IDADE MÉDIA E ATÉ O RENASCIMENTO.

Iodos os progressos técnicos alcançados durante a idade clássica foram, infelizmente, bastante descurados nos tempos medievais, tanto cm cuidados com dimensões e situações, como com materiais. Dai um número considerável de colapsos (cm conseqüência de situações desfavoráveis) de construções, a despeito da beleza de suas fachadas. Muitas excederam a capacidade de carga de seus terrenos de fundação e as que nào desapareceram apresentam-se hoje danificadas por trincas ou inclinações, ao passo que outras recalcaram excessivamente. Menciona-se, por exemplo, que em virtude das características puramente casuais, principalmente das fundações dessas obras, as corporações de construtores comumcnte só davam garantia de, no máximo, dez anos contra riscos de colapso. Esse declínio nas artes de construir é, segundo certos historiadores, característica marcante do que chamam de a idade das trevas e que, na Inglaterra (Dcrry e Williams, 1961), a fabricacào de tijolos foi virtualmente uma arte perdida em favor da pedra. Outros dizem que o melhor, no Ocidente, veio significativamente de Constantinopla, isto é, da ininterrupta tradição construtiva dos romanos. Exemplo: a igreja de Santa Sofia. Também significativamente, manuscritos de Vitrúvio (Marco Vitrúvio foi lio) foram achados cm MM c publicados em 1486.

Entretanto, as construções medievais eram grandes, como atestam seus castelos, e alguns progressos sempre se verificaram. Em algumas dessas obras de porte que tinham suas fundações sobre faxinas, estas evoluíram para verdadeiros assoalhos de madeira no fundo das escavações levadas até o nível d água. Em outras obras, como pontes, cm virtude mesmo dos problemas já referidos, os cuidados de construção de fundações eram agora facilitados pelo bombeamento das ensecadeiras, pelos bate-cstacas acionados por iodas de pé ou de água e também pelo uso do cimento pozolànico italiano, impermeável. Onde a correnteza tornava difícil a construção de pilares, optava-se por um arco único, que assim foi aumentando de vão ate 70 m. Também progrediram as fundações sobre estacas de madeira, principalmente em equipamentos: por volta de 1250, Villard de Honnicourt inventou uma serra para cortar cabeças dessas estacas debaixo dágua e, em M50, Francesco Di Giorgio projetou um bate-estaca já próximo dos modernos.

Esses progressos foram se acentuando pelos fins dos tempos medievais e em seu tratado De reaetlificatoria", de M85, Alberti vai até a construção de eclusas cm canais. Veio o Renascimento, também no campo científico e então fulgiram os gênios de Leonardo e Galileu. Leonardo da Vinci, na arquitetura, na construção c até na engenharia, apresentou projetos de bate-estacas e ensecadeiras. Galilco Galilei, nào só reuniu tudo
que a ciência do século XVI tinha trazido para a arte da construção, mas também pelos seus estu-
dos sobre a flexào de vigas acabou por fundar a Resistência dos Materiais. O livro sobre técnicas construtivas mais conhecido dessa época, escrito por Philibert de 1'Orme ( 1561), tratava até de fundações fluviais e marítimas e já se intitulava: invenções para a boa construção e a baixo custo".

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O colapso de uma estrutura dúctil, quando solicitada por um sismo, dá-se não pela capacidade resistente das secções aos esforços actuantes, ...

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