Trabalho Fundações profundas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE 
ENGENHARIA CIVIL EMPRESARIAL
DISCIPLINA: GEOTECNIA 2
PROFESSOR ANTONIO M. L. ALVES
PROJETO DE FUNDAÇÕES
RIO GRANDE
2014
xxxxxxxxxxxxxxx
PROJETO DE FUNDAÇÕES
Trabalho apresentado à Universidade Federal do Rio Grande, Curso de Engenharia Civil Empresarial, Disciplina de Geotecnia 2.
 Prof. Antônio M. L. Alves
RIO GRANDE
Fevereiro, 2014
Memorial de Cálculo
Introdução
O presente memorial tem por finalidade o detalhar o dimensionamento da fundação de um prédio residencial de sete pavimentos. Os cálculos são baseados na NBR 6118/2003, no livro Projeto Estrutural de Edifícios de Concreto Armado e nas notas de aula.
Escolha do tipo de fundação
A fundação escolhida foi uma estaca de concreto pré-moldado com dimensões de 26x26 cm, com área de 0, 0676 m², da empresa Contec, com capacidade de carga de 700 kN.
Optamos por uma estaca pré-moldada em concreto armado, pois praticamente não existem restrições quanto ao solo, tipo de estrutura, entre outros.
Análise do terreno
A análise do terreno foi feita por sondagem realizada pela empresa Malta Neves Fundações Ltda., conforme segue:
Estimativa das cargas
A estimativa das cargas foi obtida através do método do quinhão de cargas, segue abaixo a tabela dos pilares e suas respectivas cargas.
	Quadro de áreas
	Pilar
	Área (m²)
	Andares
	q0 ((kN/m²)/andar)
	Q est (kN)
	Q bloco (kN)
	Qtotal (KN)
	P1
	3,870
	7
	12
	325,08
	16,25
	341,33
	P2
	5,700
	7
	12
	478,80
	23,94
	502,74
	P3
	2,000
	7
	12
	168,00
	8,40
	176,40
	P4
	2,000
	7
	12
	168,00
	8,40
	176,40
	P5
	5,700
	7
	12
	478,80
	23,94
	502,74
	P6
	3,870
	7
	12
	325,08
	16,25
	341,33
	P7
	14,480
	7
	12
	1216,32
	60,82
	1277,14
	P8
	14,240
	7
	12
	1196,16
	59,81
	1255,97
	P9
	3,990
	8
	12
	383,04
	19,15
	402,19
	P10
	2,030
	8
	12
	194,88
	9,74
	204,62
	P11
	3,490
	8
	12
	335,04
	16,75
	351,79
	P12
	13,900
	7
	12
	1167,60
	58,38
	1225,98
	P13
	9,450
	7
	12
	793,80
	39,69
	833,49
	P14
	6,150
	8
	12
	590,40
	29,52
	619,92
	P15
	3,780
	8
	12
	362,88
	18,14
	381,02
	P16
	5,800
	8
	12
	556,80
	27,84
	584,64
	P17
	9,560
	7
	12
	803,04
	40,15
	843,19
	P18
	6,720
	8
	12
	645,12
	32,26
	677,38
	P19
	10,640
	7
	12
	893,76
	44,69
	938,45
	P20
	23,660
	7
	12
	1987,44
	99,37
	2086,81
	P21
	15,800
	8
	12
	1516,80
	75,84
	1592,64
	P22
	19,160
	8
	12
	1839,36
	91,97
	1931,33
	P23
	23,000
	7
	12
	1932,00
	96,60
	2028,60
	P24
	7,130
	7
	12
	598,92
	29,95
	628,87
	P25
	8,240
	7
	12
	692,16
	34,61
	726,77
	P26
	8,080
	7
	12
	678,72
	33,94
	712,66
	P27
	17,640
	7
	12
	1481,76
	74,09
	1555,85
	P28
	8,130
	7
	12
	682,92
	34,15
	717,07
	P29
	16,840
	7
	12
	1414,56
	70,73
	1485,29
	P30
	17,060
	7
	12
	1433,04
	71,65
	1504,69
	P31
	7,970
	7
	12
	669,48
	33,47
	702,95
Capacidade de Carga
Para estimar a capacidade de carga foi utilizado os Métodos de Aoki-Velloso e Decourt-Quaresma.
Estaca 26 x 26 cm
Área = 0, 0676 cm²
Estaca mais carregada: Pilar 20 com carga de topo igual a 695,60 KN
Coeficiente de segurança 2:
Aoki- Velloso
Ao estimar a capacidade de carga por este método foi utilizado uma planilha Excel, que segue:
estaca com 6 m de comprimento
capacidade de carga estimada de 1440,82 KN
	Z (m)
	ΔL (m)
	NSPT
	Nb
	α
	k (kN)
	QBU (kN)
	QSU (kN)
	ΣQSU (kN)
	QU (kN)
	1
	1
	07
	10,00
	1,40%
	600
	202,80
	17,47
	17,47
	220,272
	2
	1
	13
	14,33
	1,40%
	600
	290,68
	32,45
	49,92
	340,60
	3
	1
	23
	21,33
	1,40%
	600
	432,64
	57,41
	107,33
	539,97
	4
	1
	28
	33,67
	1,40%
	600
	682,76
	69,89
	177,22
	859,98
	5
	1
	50
	42,67
	1,40%
	600
	865,28
	124,80
	302,02
	1167,30
	6
	1
	50
	50,00
	1,40%
	600
	1014,00
	124,80
	426,82
	1440,82
	7
	1
	50
	50,00
	1,40%
	600
	1014,00
	124,80
	551,62
	1565,62
	8
	1
	50
	50,00
	1,40%
	600
	1014,00
	124,80
	676,42
	1690,42
Estacas do elevador
estaca com 6 m de comprimento
capacidade de carga estimada de 1423,92 KN
	Z (m)
	ΔL (m)
	NSPT
	Nb
	α
	k (kN)
	QBU (kN)
	QSU (kN)
	ΣQSU (kN)
	QU (kN)
	1
	1
	07
	10,00
	1,40%
	600
	202,80
	0,00
	0,00
	202,8
	2
	1
	13
	14,33
	1,40%
	600
	290,68
	32,45
	32,45
	323,13
	3
	1
	23
	21,33
	1,40%
	600
	432,64
	57,41
	89,86
	522,50
	4
	1
	28
	33,67
	1,40%
	600
	682,76
	69,89
	159,74
	842,50
	5
	1
	50
	42,67
	1,40%
	600
	865,28
	124,80
	284,54
	1149,82
	6
	1
	50
	50,00
	1,40%
	600
	1014,00
	124,80
	409,34
	1423,34
	7
	1
	50
	50,00
	1,40%
	600
	1014,00
	124,80
	534,14
	1548,14
	8
	1
	50
	50,00
	1,40%
	600
	1014,00
	124,80
	658,94
	1672,94
Decourt-Quaresma
No método de Decourt-Quaresma também foi utilizada uma planilha Excel, conforme segue:
estaca com 5 m de comprimento
capacidade de carga de 1454,15 KN
	Z (m)
	ΔL (m)
	NSPT
	Nb
	C1
	C2
	C3
	QBU (kN)
	Ns (kN)
	QSU (kN)
	QU (kN)
	1
	1
	07
	10,00
	400,00
	1,00
	1,00
	270,40
	0,00
	0,00
	270,40
	2
	1
	13
	14,33
	400,00
	1,00
	1,00
	387,57
	0,00
	0,00
	387,57
	3
	1
	23
	21,33
	400,00
	1,00
	1,00
	576,85
	7,00
	104,00
	680,85
	4
	1
	28
	33,67
	400,00
	1,00
	1,00
	910,35
	10,00
	180,27
	1090,61
	5
	1
	50
	42,67
	400,00
	1,00
	1,00
	1153,71
	14,33
	300,44
	1454,15
	6
	1
	50
	50,00
	400,00
	1,00
	1,00
	1352,00
	17,75
	431,60
	1783,60
	7
	1
	50
	50,00
	400,00
	1,00
	1,00
	1352,00
	24,20
	660,05
	2012,05
	8
	1
	50
	50,00
	400,00
	1,00
	1,00
	1352,00
	28,50
	873,60
	2225,60
Estacas do elevador
estaca com 5 m de comprimento
capacidade de carga de 1454,15 KN
	Z (m)
	ΔL (m)
	NSPT
	Nb
	C1
	C2
	C3
	QBU (kN)
	Ns (kN)
	QSU (kN)
	QU (kN)
	1
	1
	07
	10,00
	400,00
	1,00
	1,00
	270,40
	0,00
	0,00
	270,40
	2
	1
	13
	14,33
	400,00
	1,00
	1,00
	387,57
	0,00
	0,00
	387,57
	3
	1
	23
	21,33
	400,00
	1,00
	1,00
	576,85
	7,00
	104,00
	680,85
	4
	1
	28
	33,67
	400,00
	1,00
	1,00
	910,35
	10,00
	180,27
	1090,61
	5
	1
	50
	42,67
	400,00
	1,00
	1,00
	1153,71
	14,33
	300,44
	1454,15
	6
	1
	50
	50,00
	400,00
	1,00
	1,00
	1352,00
	17,75
	431,60
	1783,60
	7
	1
	50
	50,00
	400,00
	1,00
	1,00
	1352,00
	24,20
	660,05
	2012,05
	8
	1
	50
	50,00
	400,00
	1,00
	1,00
	1352,00
	28,50
	873,60
	2225,60
	
Todas as estacas deverão ser cravadas até 6 metros de profundidade.
Locação dos pilares
	Os pilares foram locados utilizando um sistema de coordenadas localizado a 4 metros da divisa sul e 10 metros da divisa leste do terreno.
	Locação dos Pilares
	Pilar
	X (m)
	y (m)
	Qest (kN)
	P1
	3,15
	15,15
	325,08
	P2
	7,5
	15,05
	478,80
	P3
	9,65
	15,05
	168,00
	P4
	14,15
	15,05
	168,00
	P5
	16,3
	15,05
	478,80
	P6
	20,65
	15,15
	325,08
	P7
	3,05
	11,85
	1216,32
	P8
	7,4
	11,95
	1196,16
	P9
	9,65
	11,85
	383,04
	P10
	12,45
	11,85
	194,88
	P11
	14,15
	11,85
	335,04
	P12
	16,4
	11,95
	1167,60
	P13
	20,75
	11,85
	793,80
	P14
	11,05
	10,45
	590,40
	P15
	12,45
	10,25
	362,88
	P16
	14,15
	10,25
	556,80
	P17
	9,25
	20,75
	803,04
	P18
	11,05
	8,45
	645,12
	P19
	1,08
	6,75
	893,76
	P20
	6,4
	6,75
	1987,44
	P21
	9,5
	6,75
	1516,80
	P22
	14,3
	6,75
	1839,36
	P23
	17,4
	6,75
	1932,00
	P24
	22,6
	6,75
	598,92
	P25
	1,2
	3,9
	692,16
	P26
	22,6
	3,9
	678,72
	P27
	11,9
	1,85
	1481,76
	P28
	1,3
	0,65
	682,92P29
	6,3
	0,65
	1414,56
	P30
	17,5
	0,65
	1433,04
	P31
	22,5
	0,65
	669,48
Escolha dos blocos e estacas
	Foi feita a escolha dos blocos tentando obter um aproveitamento aproximado de 70% das estacas, com isso obteve-se um aproveitamento de 67,14%.
	Estacas 
	Pilar
	Q adm (kN)
	Nº de estacas
	Carga efetiva(kN)
	σ (MN/m²)
	Aproveitamento(%)
	P1
	700,0
	1,0
	341,33
	5,05
	0,4876
	P2
	700,0
	1,0
	502,74
	7,44
	0,7182
	P3
	700,0
	1,0
	176,40
	2,61
	0,2520
	P4
	700,0
	1,0
	176,40
	2,61
	0,2520
	P5
	700,0
	1,0
	502,74
	7,44
	0,7182
	P6
	700,0
	1,0
	341,33
	5,05
	0,4876
	P7
	700,0
	2,0
	638,57
	9,45
	0,9122
	P8
	700,0
	2,0
	627,98
	9,29
	0,8971
	P9
	700,0
	1,0
	402,19
	5,95
	0,5746
	P10
	700,0
	1,0
	204,62
	3,03
	0,2923
	P11
	700,0
	1,0
	351,79
	5,20
	0,5026
	P12
	700,0
	2,0
	612,99
	9,07
	0,8757
	P13
	700,0
	2,0
	416,75
	6,16
	0,5954
	P14
	700,0
	1,0
	619,92
	9,17
	0,8856
	P15
	700,0
	1,0
	381,02
	5,64
	0,5443
	P16
	700,0
	1,0
	584,64
	8,65
	0,8352
	P17
	700,0
	2,0
	421,60
	6,24
	0,6023
	P18
	700,0
	1,0
	677,38
	10,02
	0,9677
	P19
	700,0
	2,0
	469,22
	6,94
	0,6703
	P20
	700,0
	3,0
	695,60
	10,29
	0,9937
	P21
	700,0
	3,0
	530,88
	7,85
	0,7584
	P22
	700,0
	3,0
	643,78
	9,52
	0,9197
	P23
	700,0
	3,0
	676,20
	10,00
	0,9660
	P24
	700,0
	1,0
	628,87
	9,30
	0,8984
	P25
	700,0
	2,0
	363,38
	5,38
	0,5191
	P26
	700,0
	2,0
	356,33
	5,27
	0,5090
	P27
	700,0
	3,0
	518,62
	7,67
	0,7409
	P28
	700,0
	2,0
	358,53
	5,30
	0,5122
	P29
	700,0
	3,0
	495,10
	7,32
	0,7073
	P30
	700,0
	3,0
	501,56
	7,42
	0,7165
	P31
	700,0
	2,0
	351,48
	5,20
	0,5021
	
	
	
	Aprov. médio (%)
	 
	67,14
Locação das estacas
	As estacas foram locadas utilizando um sistema de coordenadas localizado a 4 metros da divisa sul e 10 metros da divisa leste do terreno.
	COORDENADAS DAS ESTACAS
	Estacas
	X(cm)
	Y(cm)
	Estacas
	X(cm)
	Y(cm)
	1
	315
	1515
	31
	973
	714
	2
	750
	1505
	32
	905
	675
	3
	965
	1505
	33
	973
	636
	4
	1415
	1505
	34
	1453
	714
	5
	1630
	1505
	35
	1385
	675
	6
	2065
	1515
	36
	1453
	636
	7
	130
	1195
	37
	1763
	714
	8
	305
	1227
	38
	1695
	675
	9
	305
	1146
	39
	1763
	636
	10
	701
	1195
	40
	2260
	675
	11
	779
	1195
	41
	81
	390
	12
	965
	1185
	42
	159
	390
	13
	1245
	1185
	43
	2221
	390
	14
	1415
	1185
	44
	2299
	390
	15
	1601
	1195
	45
	130
	104
	16
	1679
	1195
	46
	130
	26
	17
	2075
	1224
	47
	630
	110
	18
	2075
	1146
	48
	591
	42
	19
	2250
	1195
	49
	669
	42
	20
	1105
	1041
	50
	1190
	230
	21
	1245
	1025
	51
	1151
	162
	22
	1415
	1025
	52
	1229
	162
	23
	2075
	964
	53
	1750
	110
	24
	2075
	886
	54
	1711
	42
	25
	1105
	845
	55
	1789
	42
	26
	81
	675
	56
	2250
	110
	27
	159
	675
	57
	2250
	26
	28
	663
	714
	 
	 
	 
	29
	595
	675
	 
	 
	 
	30
	663
	636
	 
	 
	 
Dimensionamento dos blocos
Bloco de uma estaca
Dados:
pilar 18
carga de topo 677,38 KN
seção 20 x 40 cm
fck 25 Mpa
aço CA-50
Dimensionamento geométrico
Pilar armado com barra de .
Logo,.
Dimensionamento estrutural
Onde:
n = número de estacas do bloco, neste caso n=1.
Onde:
 = área da seção transversal.
Como:
 , OK!
Armaduras
Admitindo:
Onde:
	S: espaçamento máximo entre os estribos.
Bloco de duas estacas
Dados:
pilar 07
carga de topo = 1277,14 KN
seção de 20 x 40 cm
fck 25 Mpa
aço CA-50
Dimensionamento geométrico
Pilar armado com barra de .
 
Logo,.
Dimensionamento estrutural
Onde:
 n= número de estacas do bloco, neste caso n=2.
Onde:
 : área da seção transversal.
	
Como , OK!
Armaduras
Armadura Principal
Solução: 
Ancoragem da armadura principal
Ancoragem com gancho: 
Como
É possível fazer ancoragem com gancho.
Armadura secundária
Ancoragem longitudinal superior
Solução: 
Estribos horizontais e verticais
Admitindo estribos: 
Bloco de três estacas
Dados:
pilar 20
carga de topo = 2086,81 KN
seção de 20 x 40 cm
fck 25 Mpa
aço CA-50
Dimensionamento geométrico
Pilar armado com barra de.
Então, .
Dimensionamento estrutural
Onde:
 n= número de estacas do bloco, neste caso n=3.
Onde:
 	.
 
 
Como < , OK!
Armaduras
Armadura Principal
Solução: 
Ancoragem da armadura principal
Ancoragem com gancho: .
Como , é possível fazer ancoragem com gancho.
Armadura secundária
Ancoragem longitudinal superior
Solução: 
Dimensionamento da Viga V07
Dados:
seção 20x40
comprimento L= 2,15 m
fck 25 Mpa
aço CA-50
altura de parede sobre a viga 2,80m
Carregamento na viga
alvenaria de tijolo furado 
peso Próprio
armadura Longitudinal
Como usar armadura simples.
Como , usar , que resulta em .
Pela tabela A3.6,
Como cabe em uma camada.
Estribos
Como ok!
 
 
 
 
Solução: 
, ok!
Solução
Ancoragem reta
Pela tabela A3.4 (zona de boa aderência) , 
Como adota-se 11,4cm.
Comprimento disponível: 
É possível ancoragem reta, e adota-se o comprimento disponível.
Armadura negativa nos apoios de extremidade
Adotar o maior valor, .
Solução: 
Área de formas e volume de concreto
Área das formas:
Vigas:
Com o software AutoCAD medimos o perímetro total das vigas em seguida multiplicamos pela altura, segue desenho em planta da projeção das vigas.
Perímetro total: 348,75 m
Altura das vigas: 0,40 m
Área total das formas das vigas: 139,50 m²
Blocos:
Bloco de uma estaca:
Perímetro: 3,12 m
Altura do bloco: 0,50 m
Área de forma: 1,56 m²
Total dos blocos de uma estaca: 24,96 m²
Bloco de duas estacas:
Perímetro: 4,68 m
Altura do bloco: 0,50 m
Área de forma: 2,34 m²
Total dos blocos de duas estacas: 24,30 m²
Bloco de três estacas:
Perímetro: 5,37 m
Altura do bloco: 0,50 m
Área de forma: 2,68 m²
Total dos blocos de duas estacas: 18,80 m²
Total de formas para os blocos: 68,06 m²
Total das formas para as vigas e blocos: 207,56 m²
Volume de concreto:
Vigas:
Com o software AutoCAD medimos a área total das vigas em seguida multiplicamos pela altura, segue desenho em planta da projeção das vigas.
Área total das vigas: 35,75 m²
Altura das vigas: 0,40 m 
Volume total de concreto das vigas: 14,30 m³
Blocos:
Bloco de uma estaca:
Área: 0,608 m²
Altura do bloco: 0,50 m
Volume de concreto: 0,304 m³
Total dos blocos de uma estaca: 4,864 m³
Bloco de duas estacas:
Área: 1,216 m²
Altura do bloco: 0,50 m
Volume de concreto: 0,608 m³
Total dos blocos de uma estaca: 6,080 m³
Bloco de três estacas:
Área: 1,951 m²
Altura do bloco: 0,50 m
Volume de concreto: 0,975 m³
Total dos blocos de uma estaca: 6,828 m³
Volume total de concreto dos blocos: 17,772 m³
Volume total de concreto das vigas e blocos: 32,072 m³