Trabalho de Mecânica dos Solos II

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Trabalho de Mecânica dos Solos II
Tema:
Fundações de Pontes
&
Fundações de Máquinas
Nomes dos Componentes do Grupo:
Diana, Evandro, Fernando, Ivan, Jonathan, Lucas, 
Mônica, Ramalho, Rosângela, Verônica, Yerece.
Aracaju 29 de janeiro 2015
Visão Geral de Pontes- Definições
• Fundações: Parte da ponte ou viaduto
destinada a transmitir ao solo os esforços
provenientes do peso próprio e das cargas
atuantes. São executadas em concreto, aço ou
madeira e classificadas conforme a
profundidade de assentamento em fundações
superficiais ou profundas.
• Fundações superficiais: Ou fundações
diretas, assentes em profundidades inferiores
a 1,50 m e maiores duas vezes que a menor
dimensão de sua base, exceto as fundações
apoiadas diretamente na rocha, que podem
ter profundidade menor que 1,50 m. São os
blocos, as sapatas e os “radiers”.
Visão Geral de Pontes - Definições
• Fundações profundas: Utilizadas quando
os solos resistentes estão a profundidades
difíceis de atingir por escavações
convencionais. São as fundações em estacas,
tubulões e caixões.
• Estacas: Elementos estruturais longos e
esbeltos, executados mediante cravação sob a
ação de repetidas pancadas, produzidas
através da queda de um peso ou por
escavação ou ainda moldadas no local.
Visão Geral de Pontes - Definições
• Tubulões: Peças cilíndricas, que podem ser 
executadas a céu aberto ou sob ar 
comprimido e ter ou não a base alargada. 
Podem ser executadas sem ou com 
revestimento, de concreto ou aço, neste caso 
a camisa pode ser perdida ou recuperada.
• Caixão: Elemento de forma prismática, 
concretado na superfície e instalado por 
escavação interna, usa-se ou não ar 
comprimido, podendo ter ou não a base 
alargada.
Os critérios básicos que norteiam o projeto de uma 
fundação de ponte podem ser resumidos no seguinte:
• Deve haver uma segurança adequada à ruptura do solo ou rocha de fundação;
• Deve haver uma segurança a peça estrutural, transmissora de carga ao solo ou rocha
fundação;
• Deve haver segurança ao tombamento e deslizamento do conjunto da ponte;
• O recalque resultante do carregamento do solo ou rocha de fundação deve ser
admissível para a ponte, do ponto de vista:
• Do sistema estrutural;
• Do seu uso, pelos passageiros em tráfego;
• De sua aparência.
• Deve a fundação ter condições de ser executada com segurança, do ponto de vista de
escavação e rebaixamento do nível d’água.
• Deve haver fundações estáveis e seguras quando o leito do rio apresentar erosão,
baixando a uma cota dada pela erosão geral do rio e erosão local dos pilares da ponte.
A carga vertical total sobre a fundação de uma ponte
consiste na carga permanente mais a carga vertical
móvel, isto é, o carregamento passando sobre a ponte,
tais como veículos.
• A versão brasileira da NBR 6122 dá apenas o fator de segurança global 
mínimo igual a 3,0 quando se tratar de fundação superficial de qualquer 
ponte.
• Se os pilares estão em fundações profundas, o primeiro passo consiste 
em se determinar a carga admissível da estaca ou tubulão. O fator de 
segurança global mínimo para a carga admissível é dado pela NBR 6122, 
em função de haver ou não provas de carga, realizadas a priori na obra. 
Assim, sem provas de carga é 2,0 e com provas de carga é 1,60. A carga 
vertical total, dividida pela carga admissível, dá o número de estacas ou 
tubulões que apoiam o pilar.
Fatores de segurança global mínimos para
Fundações Superficiais de Pontes
Interação Meio Ambiente e Fundação
Interação Meio Ambiente e 
Sistema de Estrutura + Solo + Fundação
1 2 3 4
Linha do Tempo
Ponte JK em Brasília: Ponte do Mosteiro
Ponte JK em Brasília: Ponte do Mosteiro
PONTE ESTAIADA
SOBRE O RIO NEGRO
PONTE ESTAIADA
SOBRE O RIO NEGRO
PONTE ESTAIADA
SOBRE O RIO NEGRO
Fundações de Máquinas
• DADOS BÁSICOS PARA O PROJETO DE
FUNDAÇÕES DE MÁQUINAS:
• O projeto de fundações de máquinas engloba a
análise do equipamento e suas forças geradas
durante a operação, a avaliação das características
do solo e das fundações, a elaboração de modelo
estrutural e a análise dinâmica propriamente dita,
a verificação dos deslocamentos máximos e suas
tolerâncias, o projeto de isoladores (caso
necessário), o dimensionamento estrutural e
verificação das tensões máximas no solo.
Correlação entre as características das máquinas e tipo 
de fundação adequado temos:
Parâmetros do Solo
Para o projeto de fundações de máquinas devem ser obtidas
informações a respeito do subsolo, do equipamento e da
fundação.
Pode-se dizer que os parâmetros necessários de projeto, são:
• Posição e natureza das camadas/perfil do solo;
• Cota máxima do lençol freático;
• Resistência das camadas;
• Massa específica dos solos;
• Módulo de cisalhamento dos solos;
• Coeficiente de Poisson dos solos;
• Módulo de elasticidade dos solos.
Tipos de Fundação
• O ACI 351.3R-04 [1] classifica os tipos
de fundações de máquinas em :
• tipo bloco;
• blocos combinados;
• em mesa;
• em mesa com isoladores;
• estrutura com molas montada sobre bloco;
• bloco de inércia sobre estrutura;
• fundações sobre estacas, ou seja, qualquer
um dos tipos de fundações anteriores
montada sobre estacas.
Dados Geométricos da Fundação
• Nos projetos (conceitual e básico) de 
fundação de máquina deve-se atentar 
para os quatro itens a seguir, de forma 
que as dimensões da base sejam 
ajustadas para atender a todos os 
requisitos de estabilidade e segurança 
da melhor maneira possível.
Os parâmetros geométricos da fundação 
a serem considerados são:
• Centroide da área da base;
• Centro de gravidade do conjunto 
fundação + máquina;
• Momento de inércia da área da base;
• Momento de massa do conjunto 
fundação + máquina.
Cargas das Fundações de Equipamentos a serem 
considerados são:
As carga adotadas no dimensionamento das fundações são:
• peso próprio;
• sobrecargas;
• cargas de vento;
• cargas sísmicas;
• cargas estáticas de operação;
• cargas especiais para fundações elevadas;
• cargas de manutenção e construção;
• cargas térmicas;
• cargas dinâmicas devido a massas desequilibradas;
• cargas devido a múltiplas máquinas rotativas.
Parâmetros de Projeto
Os vários parâmetros que influenciam o projeto de uma fundação de 
máquina são:
• centro de gravidade da máquina e da fundação;
• momento de inércia da máquina e da fundação;
• cargas da máquina, isto é, peso da máquina em posição sem movimento, peças 
rotativas e mecanismos de transferência de carga da máquina para a fundação;
• velocidade crítica do rotor, grau de equilíbrio e amplitude de vibração aceitável;
• forças dinâmicas geradas pela máquina sob as condições de operação e seus 
mecanismos de transferência para a fundação;
• forças adicionais geradas sob emergência ou em situações de falha, testes, construção, 
manutenção, falhas de mancais, etc.;
• coeficientes de mola efetivos da base da fundação;
• coeficientes elásticos do solo.
Parâmetros de Projeto
Fundações
Fundações
Fundações
Fundações
Fundações
Fundações
BIBLIOGRAFIA
• AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. – Foundations for Dynamic Equipment:. – ACI
351.3R– 04, USA, 2004.
• Association of German Engineers. Assessment criteria for mechanical vibrations of Machines.
VDI manual vibration technology. – VDI guideline 2056. German, 1964.
• COPPE/UFRJ - Estudo do Comportamento de Fundações Submetidas a Vibrações de
Máquinas - Flávia Gandra Machado.
• DIN 4024, Part 1 – Machine Foundations – Rigid Foundations for Machinery Subjected to
Periodic Vibration, Berlin, German, 1988.
• DIN 4024, Part2 – Machine Foundations – Rigid.
• NORMA DNIT ES_2009 - Pontes e viadutos rodoviários – Fundações
• Especificação de serviço - Revisão da Norma DNER - ES 334/97
• INTENATIONAL ORGANIZATION FOR. STANDARDIZATION – ISO 10816 –1 – Mechanical
• Vibration – Evaluation of Machine Vibration by