tubulao calculo

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O cálculo de tubulões em engenharia civil, usados em fundações profundas, é realizado 
para determinar a capacidade de carga e as dimensões necessárias para suportar as 
cargas da estrutura. Tubulões são usados quando as camadas superficiais do solo são 
fracas e há necessidade de transferência de cargas para camadas mais profundas e 
resistentes. 
 
1. Dados Necessários 
1. Carga total (PP): 
o Soma das cargas permanentes e variáveis aplicadas à fundação. 
2. Tensão admissível do solo (σadm\sigma_{adm}): 
o Obtida por meio de sondagens, indicando a capacidade de suporte da camada 
do solo na base do tubulão. 
3. Tipo de tubulão: 
o Escavado a céu aberto, escavado sob ar comprimido ou mecanizado. 
4. Dimensões iniciais: 
o Diâmetro (dd) e profundidade (LL) do tubulão. 
5. Fator de segurança (FSFS): 
o Geralmente adotado como 22 ou 33, dependendo do projeto. 
 
2. Capacidade de Carga do Tubulão 
A capacidade de carga total de um tubulão (QultQ_{ult}) é a soma da resistência de 
base (QbQ_b) e do atrito lateral (QsQ_s): 
Qult=Qb+QsQ_{ult} = Q_b + Q_s 
2.1 Resistência de Base (QbQ_b) 
É a carga suportada pela base do tubulão: 
Qb=σb⋅AbQ_b = \sigma_b \cdot A_b 
Onde: 
• σb\sigma_b: tensão de suporte do solo na base. 
• Ab=π⋅(d2)2A_b = \pi \cdot \left(\frac{d}{2}\right)^2: área da base circular do tubulão. 
2.2 Resistência por Atrito Lateral (QsQ_s) 
É a carga suportada pelo atrito entre o tubulão e o solo nas paredes laterais: 
Qs=τ⋅P⋅LQ_s = \tau \cdot P \cdot L 
Onde: 
• τ\tau: tensão de atrito lateral no solo. 
• P=π⋅dP = \pi \cdot d: perímetro da seção do tubulão. 
• LL: profundidade do tubulão. 
2.3 Capacidade de Carga Admissível (QadmQ_{adm}) 
Após calcular QultQ_{ult}, considera-se o fator de segurança (FSFS): 
Qadm=QultFSQ_{adm} = \frac{Q_{ult}}{FS} 
 
3. Dimensionamento do Tubulão 
Para determinar o diâmetro (dd) e o número de tubulões necessários, usamos a relação: 
Ab=PσadmA_b = \frac{P}{\sigma_{adm}} 
A partir da área da base (AbA_b), calcula-se o diâmetro do tubulão: 
d=4⋅Abπd = \sqrt{\frac{4 \cdot A_b}{\pi}} 
Se for necessário distribuir a carga entre vários tubulões: 
n=PQadmn = \frac{P}{Q_{adm}} 
 
4. Verificações 
1. Recalque Total: 
Deve ser calculado considerando as deformações no solo. 
2. Estabilidade Global: 
Verificar contra tombamento, deslizamento e flambagem. 
3. Corte e Punção na Base: 
O concreto deve resistir às tensões concentradas na base do tubulão. 
 
5. Exemplo Simplificado 
Dados: 
• Carga total (PP) = 3000 kN. 
• Tensão admissível do solo (σadm\sigma_{adm}) = 250 kPa. 
• Tensão de atrito lateral (τ\tau) = 50 kPa. 
• Profundidade (LL) = 10 m. 
• Fator de segurança (FSFS) = 2. 
Cálculos: 
1. Área da Base (AbA_b): 
Ab=Pσadm=3000⋅103250⋅103=12 m2A_b = \frac{P}{\sigma_{adm}} = \frac{3000 \cdot 
10^3}{250 \cdot 10^3} = 12~m^2 
2. Diâmetro do Tubulão (dd): 
d=4⋅Abπ=4⋅12π≈3,91 md = \sqrt{\frac{4 \cdot A_b}{\pi}} = \sqrt{\frac{4 \cdot 12}{\pi}} 
\approx 3,91~m 
Adotar d=4,0 md = 4,0~m. 
3. Resistência por Atrito Lateral (QsQ_s): 
Qs=τ⋅P⋅L=50⋅(π⋅4)⋅10=6280 kNQ_s = \tau \cdot P \cdot L = 50 \cdot (\pi \cdot 4) \cdot 
10 = 6280~kN 
4. Resistência de Base (QbQ_b): 
Qb=σb⋅Ab=250⋅12=3000 kNQ_b = \sigma_b \cdot A_b = 250 \cdot 12 = 3000~kN 
5. Capacidade Total (QultQ_{ult}): 
Qult=Qb+Qs=3000+6280=9280 kNQ_{ult} = Q_b + Q_s = 3000 + 6280 = 9280~kN 
6. Capacidade Admissível (QadmQ_{adm}): 
Qadm=QultFS=92802=4640 kNQ_{adm} = \frac{Q_{ult}}{FS} = \frac{9280}{2} = 4640~kN 
7. Número de Tubulões (nn): 
n=PQadm=30004640≈1n = \frac{P}{Q_{adm}} = \frac{3000}{4640} \approx 1 
Um único tubulão de diâmetro 4 m é suficiente. 
 
6. Considerações Finais 
• O cálculo real deve considerar fatores como lençol freático, tipo de solo e condições de 
escavação. 
• Tubulões devem seguir normas como a NBR 6122 e serem executados sob supervisão 
de profissionais qualificados. 
• Cálculos podem ser refinados com ferramentas computacionais para maior precisão.