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ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 1 de 13 O método de NÖKKENTVED despreza a contenção lateral do solo e considera as estacas como hastes bi-rotuladas no topo e na ponta da mesma. Além de não considerar a ação do solo, pois as estacas são admitidas como hastes bi-rotuladas, o método de NÖKKENTVED pressupõe as seguintes hipóteses: O bloco de coroamento das estacas é infinitamente rígido, ou seja, suas deformações podem ser desprezadas diante da grandeza da deformação das estacas; O material da estaca obedece à lei de Hooke; A carga em cada estaca é proporcional à projeção do deslocamento do topo da estaca sobre o eixo da mesma, antes do deslocamento; Cada estaca é representada pelas coordenadas yi, zi de sua cota de arrasamento em relação a um sistema global de referência qualquer constituído por eixos cartesianos, em que o eixo x é vertical e orientado para baixo; O ângulo que o eixo da estaca forma com o eixo x é denominado e será sempre considerado positivo. Se a estaca for vertical = 0º; A relação entre o deslocamento do topo da estaca e a carga na mesma é dada pelo fator de proporcionalidade denominado rigidez da estaca. A carga numa estaca que sofra um encurtamento será então ; Se todas as estacas tiverem a mesma seção, o mesmo comprimento e forem do mesmo material, todas terão rigidez si = 1; A carga em cada estaca é obtida por ∑ ∑ ∑ O cálculo é feito projetando-se o estaqueamento nos dois planos de simetria; A parcela ∑ é obtida para todas as estacas do bloco, ao contrário da parcela ∑ só aplicada às estacas projetadas; Quando o estaqueamento tem mais de um grupo de estacas paralelas, trabalha-se com uma estaca fictícia passando pelo baricentro do grupo de estacas. Fonte: ALONSO, U. R. Dimensionamento de fundações profundas. São Paulo: Blücher, 2003. ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 2 de 13 Calcular a carga nas estacas do bloco abaixo: Fonte: ALONSO, U. R. Dimensionamento de fundações profundas. São Paulo: Blücher, 2003. Dados: V = 5766 kN (Ação vertical sem o peso próprio do bloco) Hy = -55 kN (Ação horizontal na mesma direção, mas com sentido contrário ao eixo y) Hz = 54 kN (Ação horizontal na mesma direção e sentido do eixo z) My = 516 kN.m (Ação momento na mesma direção e sentido do eixo y) Mz = 2415 kN.m (Ação momento na mesma direção e sentido do eixo z) As estacas 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 12 estão inclinadas a 12º e as demais são verticais. Todas as estacas tem a mesma rigidez. a) Cálculo da altura dos centros elásticos: ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 3 de 13 b) Redução das cargas ao centro elástico: c) Dados Iniciais: c.1) Eixo: direção da projeção da estaca sobre um plano horizontal. As projeções das estacas 1, 4, 9 e 12 possuem direção paralela ao eixo y. As projeções das estacas 2, 3, 10 e 11 são pontuais. As projeções das estacas 5, 6, 7 e 8 possuem direção paralela ao eixo z. Estaca 1: Estaca 2: estaca vertical Estaca 3: estaca vertical Estaca 4: Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: Estaca 8: Estaca 9: Estaca 10: estaca vertical Estaca 11: estaca vertical Estaca 12: ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 4 de 13 c.2) Coordenadas y e z: Cada estaca é representada pelas coordenadas yi, zi de sua cota de arrasamento em relação a um sistema global de referência qualquer constituído por eixos cartesianos. Estaca 1: Estaca 2: Estaca 3: Estaca 4: Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: Estaca 8: Estaca 9: Estaca 10: Estaca 11: Estaca 12: c.3) Ângulo : O ângulo que o eixo da estaca forma com o eixo x é denominado e será sempre considerado positivo. Se a estaca for vertical = 0º. Estaca 1: Estaca 2: Estaca 3: Estaca 4: Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: Estaca 8: Estaca 9: Estaca 10: Estaca 11: Estaca 12: ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 5 de 13 d) Cosseno do ângulo : Estaca 1: Estaca 2: Estaca 3: Estaca 4: Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: Estaca 8: Estaca 9: Estaca 10: Estaca 11: Estaca 12: e) Cosseno ao quadrado do ângulo : Estaca 1: Estaca 2: Estaca 3: Estaca 4: Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: Estaca 8: Estaca 9: Estaca 10: Estaca 11: Estaca 12: f) Somatório do cosseno ao quadrado do ângulo : ∑ ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 6 de 13 g) Parcela das reações nas estacas devido à carga vertical V (kN): ∑ Estaca 1: ∑ Estaca 2: ∑ Estaca 3: ∑ Estaca 4: ∑ Estaca 5: ∑ Estaca 6: ∑ Estaca 7: ∑ Estaca 8: ∑ Estaca 9: ∑ Estaca 10: ∑ Estaca 11: ∑ Estaca 12: ∑ h) Seno do ângulo : somente para as estacas com direção de projeção paralela ao eixo y. Estaca 1: Estaca 2: desconsidera-seEstaca 3: desconsidera-se Estaca 4: Estaca 5: desconsidera-se Estaca 6: desconsidera-se Estaca 7: desconsidera-se Estaca 8: desconsidera-se Estaca 9: Estaca 10: desconsidera-se Estaca 11: desconsidera-se Estaca 12: ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 7 de 13 i) Seno ao quadrado do ângulo : Estaca 1: Estaca 2: desconsidera-se Estaca 3: desconsidera-se Estaca 4: Estaca 5: desconsidera-se Estaca 6: desconsidera-se Estaca 7: desconsidera-se Estaca 8: desconsidera-se Estaca 9: Estaca 10: desconsidera-se Estaca 11: desconsidera-se Estaca 12: j) Somatório do seno ao quadrado do ângulo : ∑ k) Parcela das reações nas estacas devido à carga horizontal Hy (kN): ∑ Estaca 1: ∑ Estaca 2: desconsidera-se Estaca 3: desconsidera-se Estaca 4: ∑ Estaca 5: desconsidera-se Estaca 6: desconsidera-se Estaca 7: desconsidera-se Estaca 8: desconsidera-se Estaca 9: ∑ Estaca 10: desconsidera-se Estaca 11: desconsidera-se Estaca 12: ∑ ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 8 de 13 l) Seno do ângulo : somente para as estacas com direção de projeção paralela ao eixo z. Estaca 1: desconsidera-se Estaca 2: desconsidera-se Estaca 3: desconsidera-se Estaca 4: desconsidera-se Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: Estaca 8: Estaca 9: desconsidera-se Estaca 10: desconsidera-se Estaca 11: desconsidera-se Estaca 12: desconsidera-se m) Seno ao quadrado do ângulo : Estaca 1: desconsidera-se Estaca 2: desconsidera-se Estaca 3: desconsidera-se Estaca 4: desconsidera-se Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: Estaca 8: Estaca 9: desconsidera-se Estaca 10: desconsidera-se Estaca 11: desconsidera-se Estaca 12: desconsidera-se n) Somatório do seno ao quadrado do ângulo : ∑ ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 9 de 13 o) Parcela das reações nas estacas devido à carga horizontal Hz (kN): ∑ Estaca 1: desconsidera-se Estaca 2: desconsidera-se Estaca 3: desconsidera-se Estaca 4: desconsidera-se Estaca 5: ∑ Estaca 6: ∑ Estaca 7: ∑ Estaca 8: ∑ Estaca 9: desconsidera-se Estaca 10: desconsidera-se Estaca 11: desconsidera-se Estaca 12: desconsidera-se p) Coordenada das estacas: desconsiderar para as estacas com direção de projeção paralela ao eixo z. Estaca 1: Estaca 2: Estaca 3: Estaca 4: Estaca 5: desconsidera-se Estaca 6: desconsidera-se Estaca 7: desconsidera-se Estaca 8: desconsidera-se Estaca 9: Estaca 10: Estaca 11: Estaca 12: ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 10 de 13 q) Quadrado da coordenada das estacas: desconsiderar para as estacas com direção de projeção paralela ao eixo z. Estaca 1: ( ) Estaca 2: ( ) Estaca 3: Estaca 4: Estaca 5: desconsidera-se Estaca 6: desconsidera-se Estaca 7: desconsidera-se Estaca 8: desconsidera-se Estaca 9: ( ) Estaca 10: ( ) Estaca 11: Estaca 12: r) Somatório dos quadrados das coordenadas das estacas: ∑ s) Parcela das reações nas estacas devido à carga momento My (kN): ∑ Estaca 1: ∑ ( ) Estaca 2: ∑ ( ) Estaca 3: ∑ Estaca 4: ∑ Estaca 5: desconsidera-se Estaca 6: desconsidera-se Estaca 7: desconsidera-se Estaca 8: desconsidera-se Estaca 9: ∑ ( ) Estaca 10: ∑ ( ) Estaca 11: ∑ Estaca 12: ∑ ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 11 de 13 t) Coordenada das estacas: desconsiderar para as estacas com direção de projeção paralela ao eixo y. Estaca 1: desconsidera-se Estaca 2: Estaca 3: Estaca 4: desconsidera-se Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: Estaca 8: Estaca 9: desconsidera-se Estaca 10: Estaca 11: Estaca 12: desconsidera-se u) Quadrado da coordenada das estacas: desconsiderar para as estacas com direção de projeção paralela ao eixo y. Estaca 1: desconsidera-se Estaca 2: Estaca 3: Estaca 4: desconsidera-se Estaca 5: Estaca 6: Estaca 7: ( ) Estaca 8: ( ) Estaca 9: desconsidera-se Estaca 10: ( ) Estaca 11: ( ) Estaca 12: desconsidera-se v) Somatório dos quadrados das coordenadas das estacas: ∑ ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 12 de 13 w) Parcela das reações nas estacas devido à carga momento Mz (kN): ∑ Estaca 1: desconsidera-se Estaca 2: ∑ ( ) Estaca 3: ∑ ( ) Estaca 4: desconsidera-se Estaca 5: ∑ ( ) Estaca 6: ∑ ( ) Estaca 7: ∑ (( ) ) Estaca 8: ∑ ( ( ) ) Estaca 9: desconsidera-se Estaca 10: ∑ ( ( ) ) Estaca 11: ∑ ( ( ) ) Estaca 12: desconsidera-se x) Total das reações nas estacas (kN): ESTRUTURAS DE CONCRETO III – Engenharia Civil – Prof. Márcio Martinho Mayer Página 13 de 13
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