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Capacidade de carga

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10/11/2014
1
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Capacidade de carga 
Cecília Silva Lins
2014
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Definições:
Capacidade de carga de ruptura (ou limite) – Qr: é a carga limite (ou máxima) a
partir da qual a fundação provoca a ruptura do terreno e se desloca
sensivelmente (ruptura frágil ou “generalizada”), ou se desloca excessivamente
(ruptura plástica ou “localizada”), o que pode provocar a ruína da superestrutura.
Capacidade de carga admissível – Qadm: é a maior carga transmitida pela
fundação que o terreno admite, em qualquer caso, com adequada segurança à
ruptura e sofrendo deformações compatíveis com a sensibilidade da estrutura aos
deslocamentos da fundação.:
Acidentes de fundação:
ruptura do terreno.
(CAPUTO, 1986)
10/11/2014
2
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Mecanismos de ruptura:
(a) Ruptura geral ou generalizada
(b) Ruptura localizada
(c) Ruptura por puncionamento
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
• Mecanismo de ruptura bem definido com superfície
de ruptura, do tipo brusca e catastrófica;
• Solos mais rígidos: areias compactadas e argilas rija e duras;
(a) Ruptura geral ou generalizada
• Mecanismo de ruptura bem definido apenas 
imediatamente abaixo da fundação.
• Solos mais deformáveis: areias medianamente compactas a fofas e argilas 
médias a moles;
(b) Ruptura localizada
• Não há formação de superfície de ruptura definida;
• É caracterizado pela ocorrência de grandes deformações;
• Solos muito compressíveis: areias fofas e argilas moles.
(c) Ruptura por Puncionamento
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3
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
LB
P
A
P
.

Na iminência de ruptura, tem-se a mobilização da resistência máxima do
sistema sapata-solo, que denomina-se CAPACIDADE DE CARGA de
ruptura, representado por Qr.
P
h
B
maciço de solo
 Aumento gradativo de P e  vai
provocar o surgimento de uma
superfície potencial de ruptura no
interior do maciço.
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Tensão admissível:
• A pressão admissível adm de um solo, é obtida dividindo-se a
capacidade de carga r, por um coeficiente de segurança, FS, adequado
a cada caso.
Devem se considerados os seguintes fatores na sua determinação:
• Profundidade da fundação;
• Dimensões e forma dos elementos da fundação;
• Características das camadas do terreno abaixo do nível da fundação
• Nível d’água;
• Modificação das características do terreno por efeito de alívio de
pressões, alterações do teor de umidade ou ambos;
• Características da obra, em especial a rigidez da estrutura;
• Recalques admissíveis, definidos pelo projetista da estrutura.
fator de segurança
FS
r
adm
 
10/11/2014
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Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
A tensão admissível ou tensão resistente de projeto deve ser fixada a partir
da utilização e interpretação de um ou mais dos procedimentos a seguir
relacionados:
1. provas de carga sobre placa: Ensaio realizado de acordo com a ABNT NBR
6489, cujos resultados devem ser interpretados de modo a considerar as
camadas influenciadas de solo.
2. métodos teóricos: Podem ser empregados métodos analíticos (teorias de
capacidade de carga). Para o emprego dessas teorias se necessita do
conhecimento das características geomecânicas do maciço, em particular
aquelas da resistência.
3. métodos semi-empíricos: São aqueles métodos que consistem em
formulações que relacionam resultados de ensaios (tais como o SPT, CPT,
etc.) com tensões admissíveis ou tensões resistentes de projeto. Devem ser
observados os domínios de validade de suas aplicações, bem como as
dispersões dos dados e as limitações regionais associadas a cada uma das
formulações.
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Fator de segurança (FS):
• As tensões admissíveis em elementos de fundação, são obtidas pela
aplicação de fatores de segurança globais mínimos, conforme quadro a
seguir:
10/11/2014
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Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Fator de segurança (FS):
Detalhes: ABNT NBR 6122:2010 (Projeto e execução de fundações)
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
MÉTODOS TEÓRICOS DE CÁLCULO DA CAPACIDADE DE CARGA
Existem várias fórmulas para o cálculo da capacidade de carga dos solos,
todas elas aproximadas, porém de grande utilidade para o engenheiro de
fundações, e conduzindo a resultados satisfatórios para o uso.
Para a utilização dessas fórmulas, é necessário o conhecimento adequado
da resistência ao cisalhamento do solo em estudo, ou seja,  = c + tg
Métodos teóricos de cálculo:
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Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Teoria de Terzagui (1943):
• A teoria de Terzaghi (1943), desenvolvida baseada nos estudos de Prandtl (1920)
para metais, é a mais difundida para o caso de fundações diretas ou rasas.
• Terzaghi estudou a capacidade de carga de ruptura para este tipo de fundações em
solos de diversas categorias, ou seja, solos com atrito e coesão (c, ), solos não‐coesivos
ou granulares (c = 0) e solos puramente coesivos (= 0).
• Quando a ruptura é atingida, o terreno desloca‐se,
arrastando consigo a fundação.
• O solo passa, então, do estado “elástico” ao estado
“plástico”.
• O deslizamento ao longo da superfície ABC é devido à
ocorrência de tensões de cisalhamento (a) maiores
que a resistência ao cisalhamento do solo (r).
CÁLCULO DA CAPACIDADE DE CARGA
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Teoria de Terzagui (1943):
Zonas de escoamento
plástico após ruptura de
fundação superficial
• solo homogênio;
• problema de uma sapata de
largura 2b carregada
uniformemente, localizada na
superfície horizontal de um
maciço semi-infinito;
• a resistência ao
cisalhamento do solo acima
do nível da base da fundação
é desprezada, substituindo-o
por uma sobrecaga q=D.;
• configuração para região de
ruptura plástica ( = 45º
base lisa ou  = ’ base
rugosa).
Não há tensões cisalhantes na 
interface fundação‐solo
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Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Teoria de Terzagui (1943):
Expressão final obtida por Terzaghi
A fórmula obtida refere‐se a fundações corridas, onde Nc, Nq e N são fatores de
capacidade de suporte, função apenas do seu ângulo de atrito () do solo e definidos por:
 NBNqNc qcr  2
1
AtritoSobrecargaCoesão
c – coesão;
q – tensão efetiva vertical na 
cora de fundação (y.h)
B – base;
 – Peso específico do solo
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Nc, Nq e N são fatores de capacidade de carga que são adimensionais e 
dependem de . Valores são apresentados em forma de ábacos e tabelas.
Fatores de capacidade de carga (Terzagui e Peck,1967)
Dados de N de
Meyerhof (1955)
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Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Fatores de Capacidade de Carga
Fatores de Capacidade de Carga propostos por Vésic (Velloso e Lopes, 1997)
Mecânica dos Solos 
Capacidade de Carga
Casos Particulares
‐ Casos particulares
Para os solos puramente coesivos, tem‐se = 0º. Logo, Nq = 1,0; N = 0 e Nc = 
5.7, obtendo‐se: 
Para as areias (c=0), tem‐se:
mostrando que a capacidade de carga das areias é proporcional à dimensão da 
fundação e aumenta com a profundidade.
‐ Ocorrência do N.A.
Abaixo do nível d’água deve‐se usar o peso específico de solo submerso, o que
reduzirá o valor da capacidade de carga.

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