AULA4 Carga Nominal Elemento Estrutural

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AULA4
CARGA ADMISSÍVEL ESTRUTURAL - ESTACAS
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
 Carga Admissível ESTRUTURAL de Estacas.
Força (P) aplicada sobre uma estaca que ofereça segurança 
satisfatória contra a sua ruptura, OU SEJA, que não provoca a 
ruína do elemento estrutural.
P
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
 ruína do elemento estrutural
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
 ruína do elemento estrutural
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
A resistência estrutural do material que compõe elementos de 
fundação por estacas e suas respectivas cargas nominais 
(cargas admissíveis) são apresentadas em tabelas 
desenvolvidas por pesquisadores e por fabricantes , 
considerando apenas o aspecto estrutural.
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
Os dados especificados nas tabelas de Velloso & Lopes,
apresentadas à seguir podem ser utilizados, preliminarmente,
como base para a quantificação dos elementos de fundação.
CAPACIDADE DE CARGA DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
r
(obs.: l Kgf /cm2 = 100 KPa = 0,1 MPa)
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
Estacas de madeira – os valores da tabela são apenas uma ordem de
grandeza, pois a carga nominal depende do tipo de madeira – NBR 
6122 e NBR 7190.
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
 A carga admissível estrutural de elementos de fundação serve 
como referencia inicial para uma estimativa preliminar do 
número de elementos necessários.
 Isto é, para estabelecer o número de estacas necessárias 
para absorver a carga de um pilar, por exemplo.
Escavação de bloco com 02 
estacas para recebimento 
de carga de pilar.
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
Para a construção de um edifício residencial de 08 pavimentos , com 04 
apartamentos por andar, com área de 300m2 por pavimento, obteve-se as 
cargas nos eixos e a solução de fundação, conforme perfil de sondagens , 
como fundação profunda por estacas. 
Pede-se a quantificação das estacas do ponto de vista estrutural, de acordo 
com as tabelas à seguir, para os seguintes tipos de estacas, :
 estacas pré-moldada de concreto protendido circular,
 estacas hélice contínua;
 estacas strauss.
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
Pilar
no.
Carga
eixo/pilar
(tf)
Dimensão
(cm)
Carga Nominal
(estrutural)
(tf)
Quantidade
P1=P2=P3=P4 68,40
P5=P6 46,30
P7=P8=P9=P10 54,70
P11 26,30
P12=P13=P14=P15 35,40
P16=P17=P18=P19 42,10
P20- P50 60,30
Tabela de Resultados – Estaca pré-moldada de concreto 
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
Pilar
no.
Carga
eixo/pilar
(tf)
Dimensão
(cm)
Carga estrutural
(tf) Quantidade
P1=P2=P3=P4 68,40
P5=P6 46,30
P7=P8=P9=P10 54,70
P11 26,30
P12=P13=P14=P15 35,40
P16=P17=P18=P19 42,10
P20- P50 60,30
Tabela de Resultados- Estaca Hélice Contínua
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
Pilar
no.
Carga
eixo/pilar
(tf)
Dimensão
(cm)
Carga estrutural
(tf) Quantidade
P1=P2=P3=P4 68,40
P5=P6 46,30
P7=P8=P9=P10 54,70
P11 26,30
P12=P13=P14=P15 35,40
P16=P17=P18=P19 42,10
P20- P50 60,30
Tabela de Resultados – Estaca Strauss
CARGA ADMÍSSIVEL DO ELEMENTO ESTRUTURAL
Fundações profundas –Estacas
 Definição
CARGA ADMÍSSIVEL SOBRE UMA FUNDAÇÃO é a FORÇA APLICADA 
sobre uma sapata, estaca ou o tubulão isolado, que provoca apenas 
recalques que a construção pode suportar , oferecendo 
simultaneamente:
 segurança satisfatória contra ruptura do elemento de fundação, e 
 segurança satisfatória contra o escoamento do solo.
SECURANÇA ESTRUTURAL E SEGURANÇA GEOTÉCNICA
CARGA ADMÍSSIVEL SOBRE UMA FUNDAÇÃO
Fundações profundas –Estacas
 Definição
Tensão Admissível do Solo é a tensão limite que uma
fundação impõe à superfície do solo em que se assenta, a
partir da qual a estrutura não mais se comporta
adequadamente.
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
 Definição
A tensão limite, conforme estar associada a duas condições: 
 condição de colapso ou ruptura do terreno – limite último, 
 condição de deformação inaceitável e que compromete a 
funcionalidade da estrutura- limite de utilização 
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
 A capacidade de carga admissível do solo em elementos de 
fundação são obtidas pela aplicação de fatores de 
segurança, sobre os valores de capacidade de carga obtidos 
por cálculo ou experimentalmente, conforme a Tabela á 
seguir. 
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
 Determinação da Capacidade de Carga do Solo
Conforme recomenda a NBR 6122-Projeto e Execução de Fundações a
determinação da capacidade de carga do solo (tensão admissível) 
poderá ser realizada por um dos seguintes critérios:
 a) por métodos teóricos (cálculo- formulas matemáticas) ;
 b) por meio de prova de carga sobre placa;
 c) por métodos semi-empíricos (cálculo e dados experimentais);
 d) por métodos empíricos (dados experimentais)
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
‘
Métodos Empíricos.
São considerados métodos empíricos aqueles pelos quais se 
determina a tensão admissível do solo com base em 
correlações obtidas através de investigações geotécnicas de 
campo, ou seja, ensaios “in situ”. 
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
Expressão de Marques Oliveira
Aplicável para solos arenosos 
qa= N /5 ( Kgf/cm2)
qa: tensão admissível no solo
N: número de golpes dos 30cm finais do SPT
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
Expressão de Terzaghi - Aplicável para solos arenosos
B< 1,30m
ࢗࢇ = ࡺ
ૡ
( Kgf/cm2))
B> 1,30m 
ࢗࢇ = ࡺ
૚૙
( Kgf/cm2)
qa: tensão admissível no solo
N: número de golpes dos 30cm finais do SPT;
B:menor dimensão da fundação em metros.
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
Métodos Semi - Empíricos.
São considerados Métodos Semi-Empíricos aqueles pelos quais 
se determina a tensão admissível do solo com base na 
descrição do terreno obtidas através de investigações 
geotécnicas de campo e fórmulas matemáticas.
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
Vários autores apresentam métodos semi-empíricos para cálculo 
da capacidade de carga do solo com base nas relações 
entre: 
 o número N ( resistência do solo) ;
 o tipo de fundação; 
 a largura da base, e
 a profundidade de assentamento da fundação. 
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
Determinação da Capacidade de Carga do Solo
Relação do N do SPT com Tensão Admissível do Solo
 Método de Therzaghi
 Método de Meyerhoff
 Método de Marques de Oliveira ( solos de Belém)
. 
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
Expressão de Terzaghi - Aplicável para solos argilosos
qa: tensão admissível no solo
N: número de golpes dos 30cm finais do SPT;
B: menor dimensão da fundação em metros.
L: profundidade da fundação em metros
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
ࢗࢇ = ૚,૜ࡺ(1+ 0,3 B/L) (tf/m2)
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
Observação: 
Therzaghi sugere que a carga admissível de solos 
obtidas pelo SPT sejam reduzidas em50%, para 
cálculo de fundações abaixo do NA -Nível da Água
Expressão de Meyerhoff - Aplicável para solos arenosos 
onde:
qa: tensão admissível do solo
N: número de golpes dos 30cm finais do SPT;
B: menor dimensão da fundação em metros;
D: profundidade da fundação em metros.
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
ࢗࢇ = ૜,૜.ࡺ.࡮. 		[(1+ D/B) /20 ] (tf/m2)
Estimar a tensão admissível (qa) e a carga admissivel (p)na base de um
tubulão com dimensão de 1,20x1,20m, assente na profundidade de 12 m,
pelo Método de Therzaghi.
Solo : areia fina siltosa
Nspt = 16
B= 1,20m (menor dimensão da fundação)
B< 1,30m
ࢗࢇ = ࡺ
ૡ
( Kgf/cm2))q
																			
ࢗࢇ = ૚૟
ૡ
=2 kgf/cm2 = 20 tf/m2 ( tensão admissível do solo) 
࢖ = ࢗࢇ.ࢇ࢘ࢋࢇ = ૛૙.૚,૛૙.૚,૛૙ = ૛ૡ,ૡ࢚ࢌ (carga admissível do solo)
Areia fina siltosa
12mN=16
EXEMPLO: 
qa =20tf/m2
p=28,8tf
Estimar a tensão admissível (qa) e a carga admissível (p)na base de um
tubulão com dimensão de 1,20x1,20m, assente na profundidade de 12 m, pelo
Método de Meyerhoff.
Dados: 
Solo na profundidade de assentamento: areia fina siltosa
N = 16 (número de golpes dos 30cm finais do SPT a 12 m ) . 
B= 1,20m (menor dimensão da fundação
Solução: 
qa=3,3 N.B (1+D/B)/20
qa=3,3x16 x 1,2 (1+ 12/1,2)/20 
qa= 34,84 tf/m2 (tensão admissível)
p = 34,84.1,20.1,20 
p = 50,16 tf (carga admissível)
p=50,16 tf
qa=34,85 tf/m2
EXEMPLO: 
Estimar a tensão admissível do solo (qa) na base de um tubulão de1,20m x 1,20m 
de base, assente a 12m de profundidade , conforme elementos fornecido em 
sondagem, e a carga admissível (P) sobre o mesmo, pelo método de Marques de 
Oliveira Dados: 
Solo na profundidade de assentamento: areia fina siltosa
N = 16 (número de golpes dos 30cm finais do SPT a 12 m ) . 
Solução: 
qa= N /5 (Kg/cm2)
qa=16/5 
qa= 3,2 kgf/cm2 = 32 tf/m2 (tensão admissível ) 
p=32 x 1,20x1,20 p = 46,08 tf (carga admissível)
Areia fina 
siltosa
12m
N=16
qa=32 tf/m2
1,2m
EXEMPLO: 
p=46,8 tf/m2
Métodos Empíricos
( SPT ) 
Tensão admissível 
no solo 
Carga 
admíssivel
Therzaghi
B< 1,30m 
qa = N/8 
(Kgf/cm2 )
20tf/m2 28,8 tf
Meyerhoff
qa=3,3 N.B (1+D/B)/20 
( tf/m2)
34,9 tf/m2
50,16tf
Marques de Oliveira
qa= N/5
(Kgf/cm2 )
32 tf/m2 46,8tf
CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
Tabela : Resumo de Resultados
Solo: areia fina siltosa Profundidade =12m N= 16
Tubulão c/ base=1,20 x1,20 
Resumo – Fórmulas Empíricas
Relação entre tensão admissível (qa) e número de golpes (N)
Expressão de Meyerhoff
Aplicável para solos arenosos 
Expressão de Terzaghi
B> 1,30m
qa= N /5 (Kgf/cm2 ) Marques de Oliveira
Aplicável para solos arenosos 
Expressão de Terzaghi
Aplicável para solos argilosos
ࢗࢇ = ૜,૜ࡺ࡮(1+D/B) /20 (tf/m2)
qa= ࡺ/ૡ (Kgf/cm2)B ≤ 1,30m
Aplicável para solos arenososqa= ࡺ/૚૙ (kgf/cm2)
ࢗࢇ = ૚,૜ࡺ(1+ 0,3 B/L) (tf/m2)
Expressão de Terzaghi
Aplicável para solos arenosos
N: número de golpes dos 30cm finais do SPT; B: menor dimensão da fundação (m);L: maior dimensão (m) D: profundidade da fundação ( m).
1. Estimar a tensão admissível do solo , e a carga 
admissível na base de um tubulão de 1,30 x 1,40 de base, 
assente a 6,00 m de profundidade , conforme elementos 
fornecido em sondagem, por Therzaghi, Meyerhoff e 
Marques de Oliveira.
Solo: areia fina argilosa 
N= 12
EXERCÍCIO
3. Estimar a tensão/carga admissível do solo na base de um 
tubulão de 1,00m x1,00m na profundidade de 9,00metros, 
12metros e 13 metros por Therzaghi, conforme dados de 
sondagens fornecidos 
EXERCÍCIO
Prof. 
(m)
N
Spt
30cm 
9
10
11
12
13
14
15
16
6/30 
7/35
9/30
9/30
12/30
13/30
24/30
30/15
Prof. 
(m)
N
SPt
1
2
3
4
5
6
7
8
2/30 
2/32
1/19
1/21
1/23
1/23
2/30
4/30
Nível Agua -5,94m
Solo arenoso 0,0 a 10,85m
Solo argiloso 10,86 a 12,65
Solo arenoso 12,65 a 16,15