Como incluir as estacas no modelo de análise estrutural

Prévia do material em texto

Como incluir as estacas no modelo de análise estrutural
 
LUCAS FRANCESCHI
há 2 meses
 
Atualizado
Seguir
 
Ao lançar o bloco de fundação com geometria fixa, é possível considerar, para a análise da edificação, a presença das estacas no modelo estrutural.
Esta consideração permite analisar a estrutura no modelo computacional de forma mais condizente com o comportamento real da edificação, uma vez que o apoio dificilmente funciona como um engaste perfeito na base do pilar de arranque, existindo uma certa elasticidade associada às propriedades do solo.
Nesta série de artigos, vemos como lançar e configurar as estacas no modelo de análise no Eberick, e os impactos provocados na estrutura::
Como incluir as estacas no modelo de análise estrutural (este artigo)
Como configurar as camadas de solo das fundações
Configurações de análise das fundações no modelo estrutural
Impacto da consideração das estacas na análise estrutural
Consideração das estacas para análise
Para considerar a fundação com estacas no modelo, o primeiro passo é realizar o lançamento da de um bloco de fundação com geometria fixa. O lançamento deste tipo de elemento está explicado no artigo Como lançar blocos de fundação com geometria fixa. Após realizar o lançamento desta fundação, para considerar as estacas no modelo, deve-se acessar novamente a sua janela de lançamento e marcar a opção "Considerar estacas no modelo"
Configurações do modelo das estacas
Após marcar a opção no lançamento, deve-se clicar no botão "...", ao lado do campo, onde será configurado o modelo das estacas:
Deve-se preencher esta janela da seguinte forma:
Rigidez da mola no fuste: É o mesmo parâmetro configurado na janela de configurações de análise das estacas (explicada com detalhes no artigo Configurações de análise das fundações no modelo estrutural). Este campo permite adotar uma configuração diferente da padrão para as estacas do bloco que está sendo lançado;
Vínculo na ponta: Configura qual é o vínculo a ser adotado na ponta da estaca. Caso seja utilizado um vínculo elástico, pode-se clicar no botão "..." para configurar os coeficientes de mola utilizados.
Camadas de solo: Permite configurar os coeficientes de recalque vertical e horizontal para cada camada de solo. Esta configuração também determina o comprimento total da estaca, que está indicado no campo "Comprimento total". Mais detalhes sobre como configurar as camadas de solo podem ser encontrados no artigo Como configurar as camadas de solo das fundações.
Após preencher as informações do modelo das estacas, pode-se clicar em "OK" nesta janela e na janela de lançamento da fundação, confirmando o lançamento do bloco com a consideração das estacas na análise.
Copiando os dados para outras fundações
Como as propriedades dos solos e comprimento das estacas podem se repetir para vários blocos, pode-se copiar estas propriedades para outras fundações, para que não seja necessário preencher novamente o lançamento. Para realizar isso, basta acessar o comando "Copiar dados" (), na guia "Lançamento", grupo "Outros".
Após acionar o comando, será solicitado o "Elemento referência". Deve-se selecionar o bloco configurado na etapa anterior.
Será aberta uma janela com os dados da fundação, para que seja selecionado quais são os dados a ser copiados. Nesta janela, deve-se deixar marcadas a consideração das estacas, as camadas de solo, e o apoio na ponta das estacas:
Após marcar as opções desejadas, pode-se selecionar os blocos para os quais se quer copiar as informações no croqui, ou então apertar "Enter" para selecionar os pavimentos e copiar para todos os elementos dos pavimentos selecionados.
Com isso, na próxima vez que a estrutura for processada, as estacas serão consideradas no modelo estrutural. Pode-se verificar isso através do pórtico unifilar da estrutura (), que irá mostrar as estacas na base da estrutura, bem como os esforços calculados nas barras.
Como configurar as camadas de solo das fundações
 
LUCAS FRANCESCHI
há 1 mês
 
Atualizado
Seguir
 
Para o lançamento de tubulão ou de bloco com a estaca considerada no modelo estrutural, é necessário informar ao Eberick quais são as camadas de solo nas quais o tubulão ou a estaca estão inseridos. Estas informações serão utilizadas pelo Eberick para construir um modelo estrutural no qual as barras que representam a estaca/tubulão estarão apoiadas em molas, com a rigidez calculada de acordo com os dados informados pelo usuário.
Neste artigo, veremos como configurar estas camadas de solo tanto para o caso de blocos de geometria fixa (com estacas incluídas no modelo) como para tubulões (lançados como pilar de fundação).
Como incluir as estacas no modelo de análise estrutural
Como configurar as camadas de solo das fundações (este artigo)
Configurações de análise das fundações no modelo estrutural
Impacto da consideração das estacas na análise estrutural
Configurando as camadas de solo
No lançamento de estacas ou de tubulões, serão disponibilizadas as configurações das camadas de solo:
A região indicada em verde na janela indica as camadas já inseridas, e possui três botões à direita: inserir, remover e editar camada. Abaixo da lista é exibido o comprimento total da estaca/tubulão lançado.
	Importante: o comprimento total da estaca será determinado de acordo com a soma das espessuras das camadas informadas. Portanto, caso a estaca morra dentro de uma camada de solo, deve-se informar apenas a espessura da camada que está em contato com o elemento.
A inserção das camadas deve ser realizada de cima para baixo, inserindo primeiro a camada mais alta de solo, depois as camadas abaixo, em sequência. A ordem das camadas na lista determina a ordem na análise, portanto é importante inserir as camadas na ordem correta.
Os coeficientes informados nesta configuração são o coeficiente de recalque vertical e o coeficiente de Poisson, que será utilizado para obtenção do coeficiente horizontal. A determinação dos coeficientes de recalque pode ser realizada com base nos parâmetros do solo, conforme explicado nos artigos Como determinar o coeficiente de recalque vertical? e Como determinar o coeficiente de recalque horizontal?.
Exemplo: lançamento das camadas de solo
Para exemplificar a inserção das camadas de solo no Eberick, suponhamos que se deseja inserir no programa a seguinte situação de solo (os coeficientes de recalque para estas camadas já foram calculados com base no SPT e no tipo do solo):
Acessamos a janela de lançamento da fundação e, na configuração de camadas de solo, configuramos a primeira camada de solo acessando o botão "..." para editar. Nesta janela, vamos inserir os seguintes dados: altura de 200 cm, coeficiente de recalque vertical de 2,83 kgf/cm³ e coeficiente de Poisson de 0,29:
Após configurar a camada e clicar em OK, acessamos o botão "+" para inserir a segunda camada. Esta camada terá altura de 500 cm, coeficiente de recalque vertical de 3,37 kgf/cm³, e coeficiente de Poisson de 0,40:
Repetimos este passo para a terceira camada, que possui altura de 300 cm, coeficiente de recalque vertical de 1,75 kgf/cm³, e coeficiente de Poisson de 0,29:
Após isso, informamos a última camada de solo. Note que esta camada possui 7 metros de profundidade, porém a estaca/tubulão penetra a camada apenas em 2 metros de sua altura. Por este motivo, informamos ao programa apenas a altura da camada que é atingida pelo elemento. Neste caso, portanto, a camada de solo possui altura de 200 cm, coeficiente de recalque vertical de 5,15 kgf/cm³, e coeficiente de Poisson de 0,40:
Note que, ao confirmar a inserção da última camada, o Eberick irá exibir todas as camadas de solo, na ordem em que elas existem no solo, informando qual é o coeficiente de recalque vertical informado e o coeficiente de recalque horizontal calculado. Abaixo da tabela, também poderá ser verificado o comprimento total da estaca, que neste caso é de 12 metros.
Com isto, estarão informadas corretamenteas camadas de solo, que serão consideradas de acordo com o informado para a análise da estaca/tubulão. 
Como determinar o coeficiente de recalque vertical?
 
LUIS FILIPE LONGO
há 20 horas
 
Atualizado
Seguir
Os coeficientes de recalque são muito importantes na determinação de como os elementos se apoiam sobre o solo. Por conta disto, elaboramos esta série de artigos para auxiliá-lo a determinar sua importância na estrutura e a determinar o seu valor:
O que são coeficientes de recalque do solo?
Como determinar o coeficiente de recalque vertical? (este artigo)
Como determinar o coeficiente de recalque horizontal?
Como determinar o coeficiente de recalque vertical?
Conforme destacado no artigo anterior desta série, nem sempre o projetista dispõe de ensaios que determinem pontualmente os coeficientes de recalque vertical do solo. Por conta disso, é interessante que disponha de tabelas que forneçam uma correlação com os dados do solo que são conhecidos. Abaixo serão listadas algumas maneiras de calcular este coeficiente.
Tabelas Tipo de solo/Coeficiente de recalque
Consultando a bibliografia do assunto, pode-se encontrar tabelas que correlacionam o tipo de solo analisado com o seu coeficiente de recalque vertical. Um bom exemplo é a tabela mostrada abaixo, extraída do Béton-Kalender (1962).
Tabelas E0/Tipo de solo
Ainda é possível utilizar o coeficiente edométrico E0 do solo para determinar seu Kv. Para estabelecer esta relação, você pode calcular o valor do coeficiente por meio da equação proposta por Rausch (1959), onde F é a área da fundação, em cm² e f, um coeficiente adimensional, que depende da superfície da fundação, tomado com o valor de 0,4.
Na ausência de ensaios apropriados, pode-se adotar para o valor E0 (Módulo Endométrico) e E (Módulo de Elasticidade), em solos submetidos à tensões inferiores a 10kg/cm², os valores indicados por Cestelli Guidi.
 
Correlação empírica SPT
Uma possibilidade de obtenção do coeficiente de reação vertical é a correlação empírica com a tensão admissível. Uma vez que esta pode ser obtida por meio do ensaio de SPT, normalmente se encontra disponível como dado do solo.
 (kgf/cm²)
Fonte: Alonso (1943), Teixeira e Godoy (1996)
A partir dos valores de tensão média admissível é possível obter o valor de Kv por correlação, utilizando a tabela abaixo:
Fonte: Morrison (1993)
Uma vez determinado o coeficiente de recalque vertical, você pode passar ao coeficiente horizontal Kh, cálculo que será abordado no próximo artigo da série, Como determinar o coeficiente de recalque horizontal?
Referências Bibliográficas
Alonso, U. R. (1943). Exercícios de Fundações, São Paulo: Edgard Blucher.
Godoy, N. S.; Teixeira, A. T. (1996). Análise, projeto e execução de fundações rasas. Ed. Pini, São Paulo.
GUIDI, Carlo Cestelli. Geotecnica e tecnica delle fondazioni.
Morrison, Nelson. Interacción suelo-estructuras: semiespaço de winkler. Barcelona: Universidad Politécnica de Cataluña, 1993.
Wilhelm Ernst & Sohn. Béton-Kalender. Berlin (1962).
 
 Colaborador: Mário César Alexandre Júnior
Como determinar o coeficiente de recalque horizontal?
 
LUIS FILIPE LONGO
há 14 dias
 
Atualizado
Seguir
Os coeficientes de recalque são muito importantes na determinação de como os elementos se apoiam sobre o solo. Por conta disto, elaboramos esta série de artigos para auxiliá-lo a determinar sua importância na estrutura e a determinar o seu valor:
O que são coeficientes de recalque do solo?
Como determinar o coeficiente de recalque vertical?
Como determinar o coeficiente de recalque horizontal? (este artigo)
Como determinar o coeficiente de recalque horizontal?
Bem como para o coeficiente de recalque vertical, o coeficiente de recalque horizontal pode ser obtido por meio de tabelas que correlacionam o tipo de solo com seu valor.  Para a obtenção do coeficiente de recalque horizontal você pode utilizar o método recomendado por Teng (1962), a partir das correlações empíricas dadas por Terzaghi (1955). Estas correlações são diferentes para solos arenosos e argilosos. 
Solos arenosos
Para solos arenosos, você pode utilizar a equação destacada abaixo, para a qual z representa a profundidade da fundação e B a largura ou diâmetro do tubulão
Já o valor de k1 (em kgf/cm³) pode ser definido com base na tabela abaixo:
Solos argilosos
Já, para solos argilosos, a correlação encontrada é a mostrada abaixo. Conforme destacado anteriormente, B representa a largura ou diâmetro do tubulão:
No caso de solos argilosos, os valores de k1 podem ser determinados de acordo com a tabela abaixo
Coeficiente de Poisson
Além destes métodos, é possível utilizar o coeficiente de Poisson ν do solo para correlacionar os coeficientes verticais e horizontais do solo. Para determinar este valor, você pode referenciar à tabela abaixo:
A correlação entre os dois valores segue a equação abaixo:
Com este artigo, finalizamos a série de artigos. Os procedimentos indicados acima são alguns exemplos de metodologia para a obtenção dos parâmetros do solo. Existem ainda diversas outras maneiras de se obter os coeficientes de recalque vertical e horizontal, tais como os métodos advindos dos ensaios do solo.
Colaborador: Mário César Alexandre Júnior