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calculo de cortinas de estacas, Exercícios de Análise Estrutural

Planilha para calculo de cortinas de estacas

Tipologia: Exercícios

2023

Compartilhado em 21/12/2023

cleudes-rodrigues-9
cleudes-rodrigues-9 🇧🇷

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DADOS INICIAIS
H (altura do muro) 2.75 m
Hw (altura do nivel da água) 0.00 m
c (coesao do solo) 0.00 tf/m²
33° LEGENDA
1.90 tf/m² Entrada de dados
1.00 tf/m² cortinas Resultados
q (sobrecarga no terreno) 4.00 tf/m² Valor procurado
CÁLCULO DOS ESFORÇOS NO PÉ DA ESCAVAÇÃO CÁLCULO DOS ESFORÇOS NO PÉ DA ESCAVAÇÃO (equações) CÁLCULO DOS EMPUXOS - CONDIÇÕES
Rs (tf/m²) 0.000 (resistência a compressão simples)
0.000 (profundidade das fendas de tração)
Ka 0.295 (coeficiente de empuxo ativo)
Kp 3.392 (coeficiente de empuxo passivo)
pv (tf/m²) 9.225 (carregamento vertical) se q = 0,00 tf/m²
tipo de solo coesivo
Ea (tf/m) 1.059 (Empuxo ativo) *verificar equações na tabela para calculo de empuxos
-2.105 (prof. das fendas cosiderando a SC) se Rs > q
Ep (tf/m) 24.370 (Empuxo passivo) *verificar equações na tabela para calculo de empuxos
6.400 Ep = 0,00
se Rs < q
0.000
6.400 (momento de tombamento total no pto A).
CÁLCULO DA FICHA CÁLCULO DA FICHA (equações)
C 5.885 (equação de auxilio)
D 0.000 (equação de auxilio) D = Rs.(1+Ka)
X (m) 5.541 (distancia entre o pto A e o pto B)
6.646 (ficha) A = (Ka.pv-D)/C (Ponto do momento Máximo)
1.600 (fator de majoração)
F (m) 10.634 (ficha final)
a 2.942
b 63.901 a = C/2
c -74.213 b = C.X+Kp.pv+D
1.105 c = Ea + X.(Ka.pv-D) - (C.X²)/2
-22.822 Z².(C/2) + Z.(C.X+Kp.pv+D)+[Ea + X.(Ka.pv-D) - (C.X²)/2] = 0
Z (m) 1.105 (distancia entre o pto B e o pto C) Z².a + Z.b + c = 0
5.868
-125.112
41.670
-154.514 (momento no ponto B)
CÁLCULO DO MOMENTO MÁXIMO
Y (m) 1.219
7.935
A (m) 0.462 (ponto onde o carregamento se anula)
j (ângulo de atrito interno)
g (peso específico do solo)
gw(peso específico do água)
Rs = 2.c.tg(45+j/2) 1) Para solo Granular:
z0 (m) z0 = Rs/gEa = Ka.[q.H+(g.H²/2)]
Ka = tg²(45- j/2) = (1-senj/1+senj) Ep = Kp.[q.H+(g.H²/2)]
Kp = tg²(45+ j/2) = (1+senj/1-senj) ou Kp=1/Ka 2) Para solo Coesivo:
pv = q + Ka.g.H
(coesivo ou granular) Ea = Ka.g.[(H-z0)/2]²
Ep = (Kp.g.H²/2)+(Rs.H)
z'0 (m) z'0 = (Rs-q)/g
Ea = (Ka.g/2).(H-z'0
MS (tf.m/m) (momento de tombamento devido ao solo no
pto A)
Ms = Ka.[(q.H²/2)+(g.H³/6)] p/ c = 0,00 tf/m²
Ms = Ka.[(q.H²/2)+(g.(H-z'0)³/6)] p/ c > 0,00 tf/m²
Mw (tf.m/m) (momento de tombamento devido a água no
pto A) Mw = H³.gw/6 Ea = Ka.[(q-Rs).H+(g.H²/2)]
MA (tf.m/m) MA = MS + MWEp = Rs.H+Kp.[q.H+(g.H²/2)]
C = g.(Kp-Ka)
F0 (m)
gc
parcelas da equação de 2º grau (1ª condição
de equilibrio), que fornece o valor de Z a partir
de X
Z(1) Z(1) = [-b+√(b²-4.a.c)]/2.a
Z(2) Z(2) = [-b-√(b²-4.a.c)]/2.a
m1m1 = Ea.X
m2m2 = (X²/6).(3Ka.pv - C.X - 3.D)
m3m3 = (Z²/6).(3.Kp.pv+3.C.X+2.C.Z+3.D)
MB (tf.m/m)
MB = MA + m1 + m2 - m3
Y = A + √(A²+2Ea/C)
Mmáx (tf.m/m) Mmáx = MA + Ea.Y + (Ka.pv-D).Y²/2 - C.Y³/6
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DADOS INICIAIS

H (altura do muro) 2.75 m

Hw (altura do nivel da água) 0.00 m

c (coesao do solo) 0.00 tf/m²

33° LEGENDA

1.90 tf/m² Entrada de dados

1.00 tf/m² cortinas Resultados

q (sobrecarga no terreno) 4.00 tf/m² Valor procurado

CÁLCULO DOS ESFORÇOS NO PÉ DA ESCAVAÇÃO CÁLCULO DOS ESFORÇOS NO PÉ DA ESCAVAÇÃO (equações) CÁLCULO DOS EMPUXOS - CONDIÇÕES

Rs (tf/m²) 0.000 (resistência a compressão simples)

0.000 (profundidade das fendas de tração)

Ka 0.295 (coeficiente de empuxo ativo)

Kp 3.392 (coeficiente de empuxo passivo)

pv (tf/m²) 9.225 (carregamento vertical) se q = 0,00 tf/m²

tipo de solo coesivo

Ea (tf/m) 1.059 (Empuxo ativo) *verificar equações na tabela para calculo de empuxos

-2.105 (prof. das fendas cosiderando a SC) se Rs > q

Ep (tf/m) 24.370 (Empuxo passivo) *verificar equações na tabela para calculo de empuxos

6.400 Ep = 0,00 se Rs < q

6.400 (momento de tombamento total no pto A).

CÁLCULO DA FICHA CÁLCULO DA FICHA (equações)

C 5.885 (equação de auxilio)

D 0.000 (equação de auxilio) D = Rs.(1+Ka)

X (m) 5.541 (distancia entre o pto A e o pto B)

6.646 (ficha) A = (Ka.pv-D)/C (Ponto do momento Máximo)

1.600 (fator de majoração)

F (m) 10.634 (ficha final)

a 2.

b 63.901 a = C/

c -74.213 b = C.X+Kp.pv+D

1.105 c = Ea + X.(Ka.pv-D) - (C.X²)/

-22.822 Z².(C/2) + Z.(C.X+Kp.pv+D)+[Ea + X.(Ka.pv-D) - (C.X²)/2] = 0

Z (m) 1.105 (distancia entre o pto B e o pto C) Z².a + Z.b + c = 0

-154.514 (momento no ponto B)

CÁLCULO DO MOMENTO MÁXIMO

Y (m) 1.

A (m) 0.462 (ponto onde o carregamento se anula)

j (ângulo de atrito interno)

g (peso específico do solo)

gw(peso específico do água)

Rs = 2.c.tg(45+j/2) 1) Para solo Granular:

z 0 (m) z 0 = Rs/g Ea = Ka.[q.H+(g.H²/2)]

Ka = tg²(45- j/2) = (1-senj/1+senj) Ep = Kp.[q.H+(g.H²/2)]

Kp = tg²(45+ j/2) = (1+senj/1-senj) ou Kp=1/Ka 2) Para solo Coesivo:

pv = q + Ka.g.H

(coesivo ou granular) Ea = Ka.g.[(H-z 0 )/2]²

Ep = (Kp.g.H²/2)+(Rs.H)

z' 0 (m) z' 0 = (Rs-q)/g

Ea = (Ka.g/2).(H-z' 0 )²

MS (tf.m/m) (momento de tombamento devido ao solo no pto A)^ Ms = Ka.[(q.H²/2)+( Ms = Ka.[(q.H²/2)+(gg.H³/6)] p/ c = 0,00 tf/m².(H-z' 0 )³/6)] p/ c > 0,00 tf/m²

Mw (tf.m/m) (momento de tombamento devido a água no pto A) Mw = H³.gw/6 Ea = Ka.[(q-Rs).H+(g.H²/2)]

MA (tf.m/m) MA = MS + MW Ep = Rs.H+Kp.[q.H+(g.H²/2)]

C = g.(Kp-Ka)

F 0 (m)

gc

parcelas da equação de 2º grau (1ª condição

de equilibrio), que fornece o valor de Z a partir

de X

Z(1) Z(1) = [-b+√(b²-4.a.c)]/2.a

Z(2) Z(2) = [-b-√(b²-4.a.c)]/2.a

m 1 m 1 = Ea.X

m 2 m 2 = (X²/6).(3Ka.pv - C.X - 3.D)

m 3 m 3 = (Z²/6).(3.Kp.pv+3.C.X+2.C.Z+3.D)

MB (tf.m/m)

MB = MA + m 1 + m 2 - m 3

Y = A + √(A²+2Ea/C)

Mmáx (tf.m/m) Mmáx = MA + Ea.Y + (Ka.pv-D).Y²/2 - C.Y³/

DADOS E ESPECIFICAÇÕES (INICIAIS)

H' (altura do desnível de terra) 0.70 m H" (altura abaixo do nivel inferior) 0.00 m h (altura total do muro) 0.70 m

  • Tipo de Solo: (^) contenção por flexão 30° 1.90 tf/m³
  • Cargas adicionais: q (sobrecarga no terreno) 4.00 tf/m²
  • Especificações dos materiais: a) Aço CA-50: fyk 5000 kgf/cm² LEGENDA fyd 4348 kgf/cm² Entrada de dados 1.15 Resultados b) Concreto: 30 MPa Valor procurado 2.40 tf/m³ 2.50 tf/m³ (cobrimento) c 2.50 cm * 1º - FIXAÇÃO DAS DIMENSÕES 1º - FIXAÇÃO DAS DIMENSÕES (equações) 1º - FIXAÇÃO DAS DIMENSÕES (observações) A) Determinação do Empuxo : 2.105 (Altura de terra equivalente à sobrecarga) Ka 0.333 (coeficiente de empuxo ativo) H (m) 2.805 (altura total) E (tf/m) 1.089 (grandeza do empuxo) y (m) 0.333 (ponto de aplicação do empuxo) B) Momento fletor na base do muro devido ao empuxo: M 0.363 M = E.y C) Pré-dimensinamento: Valores de referencia (a adotar)
  • base do muro: bs = 0.75 m d (cm) 6.024 r = 0.22 m di (m) 0.18 (espessura util da seção de concreto) di = d + 2c ds = 0.15 m *topo do muro: di = 0.18 m 0.15 (valor adotado, comum entre 0,15 e 0,20 m) valores acima de 8% h *sapata; * valores comumente adotados: %h para bs 70% bs entre 40 e 70% de h bs (m) 0.75 (base da sapata) r (m) 0.22 (ponta da sapata) r = h/ t (m) 0.35 (talão da sapata) t = bs - (r+di) %h para ds 10% ds entre 8 a 10% h ds (m) 0.150 (altura da sapata) 2º - VERIFICAÇÃO DO CONJUNTO 2º - VERIFICAÇÃO DO CONJUNTO (equações) 2º - VERIFICAÇÃO DO CONJUNTO (observações) A) Cargas verticais: Despreza-se as inclinações da sapata e as mísulas
  • No topo - proveniente de paredes (alvenarias) 0.200 (espessura da parede) hp (m) 1.000 (altura da parede)
  • peso do muro:
  • peso da sapata:
  • peso da terra sobre o talão a (m) (^) 0.

B) Cargas horizontais Ea (tf/m) 1.089 (empuxo ativo) Kp 3.000 (coeficiente de empuxo passivo) hp (m) 0.150 hp = ds + H" Ep (tf/m) (^) 0.064 (empuxo passivo) C) Braços (para calculo do momento no ponto A)

  • alvenarias:

*muro:

  • sapata:

*terra sobre o talão da sapata:

*empuxo: y' (m) 0.483^ y' = y + ds D) Momentos no ponto A

Gq.t²/2 0.

0.526 (Momento empuxo passivo)

E) Componentes: N (tf) (^) 3.144 (componente Normal) T (tf) 1.089 (componente Tangencial) F) Posição do centro de pressão u (m) 0.142 (ponto de aplicação da resultante) u = M / N G) Excentricidade e (m) 0.233 e = (bs/2) - u j (ângulo de atrito interno) gt (peso específico do solo) (^) Fonte: a) Moliterno, Antonio - Caderno de Muros de Arrimos - 2ª edição - 1994 - São Paulo: Editora Blucher b) Marchetti, Osvaldemar - Muros de Arrimo - 2008 - São Paulo: Editora Blucher gs fck = fc 28 (peso especifico da alvenaria) gc (^) * O cálculo é elaborado para a extensão de (peso específico do concreto) g 1,00 m de muro. h 0 (m) h 0 = q / gt (^) Em casos comuns, considera-se α=0 (inclinação do terreno); θi= Ka = tg²(45- j/2) (despreza-se a inclinação do tardoz) e ϕi = 0 (considera-se a superfície do tardoz lisa). H = h + h 0 E = 0,5.Ka.gt(H²-h²) y = (h/3).(2h 0 + h)/(h 0 + h) d = 10. √M d 0 (m) e(alv) (m) G 0 (tf/m) G 0 = ep.hp.gc GM (tf/m) GM = 0,5.h.g.(d 0 +di) GS (tf/m) GS = ds.bs.g a = (t + di) - d 0 GT (tf/m) GT = 0,5.(t+a).gt Kp = tg²(45+ j/2) = (1+senj/1-senj) ou Kp=1/Ka Ep = 0,5Kp.gt.Hp² g 0 (m) g 0 = r + d 0 / xM (m) xM = (d 0 ²+d 0 di + di²)/(3(d 0 +di)) gM (m) gM = r + xM gS (m) gS = bs/ xT (m) xT = (a² + a.t + t²)/(3*(a+t)) gT (m) gT = bs - xT G 0 .g 0 (tf.m) GM.gM (tf.m) GS.gS (tf.m) GT.gT (tf.m) ∑MG.g (tf.m) ∑MG.g = G 0 .g 0 + GM.gM + GS.gS + GT.gT + Gq.t²/2 = Mi MEa (tf.m) MA (tf.m) MA = ∑MG.g - Mempuxo N = G 0 +GM+GS+GT+q.t