FP - Aula 4

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Prof. Thiago Lopes Dos Santos
thiago.santos@docente.unip.br
CONTEÚDO:
http://bit.ly/unip2019
Fundações Profundas
❖ Dimensionamento da geometria:
→ Diâmetro da Base (B);
Calculado conforme apresentado nos slides anteriores.
→ Diâmetro do fuste ( );
→ Altura da Base (Hb).
f
Capacidade de Carga
Cálculo da Geometria de um Tubulão
Dimensionamento do diâmetro do fuste ( )
❖ Deve ser tal que obedeça às três condições abaixo:
→ Diâmetro mínimo estabelecido pela NBR 6122/2010: 60 cm;
→ Deve caber o pilar;
→ Deve suportar estruturalmente a carga do pilar.
f
Capacidade de Carga
Cálculo da Geometria de um Tubulão
Dimensionamento do diâmetro do fuste ( )
❖ Diâmetro mínimo para caber o pilar mais 3cm de cobrimento de cada lado:
f
6f Diagonal cm = +
Capacidade de Carga
Cálculo da Geometria de um Tubulão
Ex: Pilar de 80X20 c
𝐷𝑖𝑎𝑔𝑜𝑛𝑎𝑙 = 202 + 80²
Diagonal = 88,5 ≌ 90 cm
Dimensionamento do diâmetro do fuste ( )
❖ Diâmetro mínimo para caber o pilar:
❖Onde:
= área do fuste (m²);
= Coef. De majoração das cargas, igual a 1,4;
= fator para prevenir contra a flambagem, igual a 1,1;
= fck do concreto, em kPa;
= coef. De minoração da resistência do concreto, igual a
1,6.
f
0,85
proj f
f
c
P
A
fck
 

 
=

f
f
c
A
fck



Capacidade de Carga
Cálculo da Geometria de um Tubulão
Dimensionamento da altura da base (Hb):
❖ A altura da base não deve ultrapassar 2,0 metros:
Onde:
rod = altura do rodapé, em metros;
( )tan 60
2
fB
Hb rod
− 
= +   
 
Caso Hb > 2,0 m, deve-se aumentar o diâmetro do fuste 
até que a altura da base fique abaixo de 2,0 metros.
Capacidade de Carga
Cálculo da Geometria de um Tubulão
❖ Exemplo 04: Para os dados dos exemplos 01, 02 e 03, calcule o
diâmetro do fuste e a altura da base. Considerar: Pilar 60x20cm
fck = 20 MPa;
rod = 20 cm.
Capacidade de Carga
Cálculo da Geometria de um Tubulão
0,85
proj f
f
c
P
A
fck
 

 
=

6f Diagonal cm = +
( )tan 60
2
fB
Hb rod
− 
= +   
 
❖ Exemplo 01: Dimensionar a base de um tubulão para suportar
uma carga última de 7200 kN. Considere que o tubulão esteja
apoiado a 5 metros de profundidade no perfil abaixo:
Capacidade de Carga
Método Empírico
100
20
100 400
5
SPT
adm
adm
N
k
kPa


= 
=  =
3600
9 ²
400
proj proj
adm
adm
P P
A m
A


= → = = =
2 4 9
3,39 3,40
4
B
A B m



= → = = 
Capacidade de Carga
Prof. M.e Thiago Lopes dos Santos
 Teoria de Terzaghi – Tubulão Curto (Z=3,0 m)
❖ Exemplo 02: Dimensionar a base de um tubulão com 3,0 metros de
profundidade para suportar uma carga de projeto de 300 tf.
Dados:
12
28
18 / ³n
c kPa
kN m


=
= 
=
2 2 2
3000 3 11459,16
4 4
proju
u
P FSP
q
D BA B 
 
= = = =
2
2 3
11459,16
1454,86 84,78
11459,16 1454,86 84,78
2,70
uq B
B
B B
B m
= = +
= +
 =
300 3000tf kN=
❖ Exemplo 03: Dimensionar a base de um tubulão para suportar
uma carga de projeto de 3000 kN. Considere que o tubulão esteja
apoiado a 10,0 metros de profundidade.
Resolução
Capacidade de Carga
Teoria de Meyerhof – Tubulão Longo (z >3,0 m)
Cálculo do Volume do Tubulão:
❖ Pode ser feito em 3 etapas:
❖ 𝐻𝑏𝑟 𝑉 = 𝑉𝑓 + 𝑉𝑏
𝑉 = 𝑉𝑓 + 𝑉1 + 𝑉2
Capacidade de Carga
Cálculo da Geometria de um Tubulão
𝑉𝑡 = 𝐻𝑓𝐴𝑓 +
𝐻𝑏 −𝐻𝑟
3
𝐴𝑓 + 𝐴𝑏 + 𝐴𝑓𝐴𝑏 +𝐻𝑟𝐴𝑏
𝐻𝑟
𝐻𝑏 − 𝐻𝑟
𝐻𝑓
❖ Exemplo 04: Dimensionar e calcule o volume de um tubulão de
5m sendo dados: Pproj: 100 Tf; Fck = 15 Mpa; Tensao Adm =
400 kPa, Pilar (30x40) Rodápé 20 cm)
Capacidade de Carga
Teoria de Meyerhof – Tubulão Longo (z >3,0 m)
❖ 1ª Opção: Tubulão Circular (ideal)
→ Fácil execução;
→ Menor concentração de tensões durante a escavação
→ Menor volume de concreto
❖ 2ª Opção: Falsa Elipse ou Oval
→ Usado quando não é possível por questões de espaço
adotar o Tubulão circular.
Capacidade de Carga
Formato da Base de Tubulões
𝐴𝑓𝑒 = 𝐴𝑟𝑒𝑡 + 𝐴𝑐
❖ 3ª Opção: Tubulão com viga de Equilíbrio
→ Usado quando não é possível fazer nem Tubulão circular
nem a falsa elipse.
❖ 4ª Opção: Bloco de Tubulão
→ Quando nenhuma das soluções anteriores é possível.
Capacidade de Carga
Formato da Base de Tubulões
❖ Exemplo 05: Dimensionar a base dos tubulões referentes aos
pilares P1 e P2 considerando: espaçamento dos centros = 3m;
adm= 450 kPa; P1 = 2500 kN e P2 = 4500 kN Fck = 20 MPa.
Capacidade de Carga
Formato da Base de Tubulões
proj proj
adm
adm
P P
A
A


= → =
𝐴𝑓𝑒 = 𝐴𝑟𝑒𝑡 + 𝐴𝑐
Cálculo do Volume do Tubulão Falsa Elipse:
❖ Pode ser feito em 3 etapas:
𝑉 = 𝑉𝑓 + 𝑉𝑏
𝑉 = 𝑉𝑓 + 𝑉1 + 𝑉2
Capacidade de Carga
Cálculo da Geometria de um Tubulão
𝐻𝑟
𝐻𝑏 − 𝐻𝑟
𝐻𝑓
𝑉𝑡 =
𝜋 ∗ (𝐻𝑏−𝐻𝑟)
3
𝐿1
2
2
+
∅𝑓
2
2
+
𝐿1
2
∗
∅𝑓
2
+
(𝐿2−𝐿1) ∗ (𝐻𝑏−𝐻𝑟)
2
𝐿1
2
+
∅𝑓
2
+ 𝜋 ∗
𝐿1
2
2
+ 2 ∗
𝐿1
2
∗
∅𝑓
2
∗ 𝐻𝑟 +𝐻𝑓𝐴𝑓