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a capacidade de carga do solo é definida como a capacidade do solo de suportar as cargas provenientes da Fundação. A pressão que o solo pode suportar facilmente contra a carga é chamada de pressão de rolamento permitida.
tipos de capacidade de Carga Do Solo
a seguir estão alguns tipos de capacidade de carga do solo:
capacidade de carga final (qu)
a pressão bruta na base da fundação na qual o solo falha é chamada de capacidade de carga final.
net ultimate bearing capacity(qnu)
negligenciando a pressão de sobrecarga da capacidade de carga final, obteremos a capacidade de carga final líquida.
onde= peso unitário do solo, Df = profundidade de Fundação
capacidade de rolamento segura líquida (qns)
considerando apenas falha de cisalhamento, a capacidade de rolamento final líquida é dividida por certo fator de segurança dará a capacidade de rolamento segura líquida.
qns = qnu/ F
Onde F = fator de segurança = 3 (valor usual)
capacidade de carga segura bruta (qs)
quando a capacidade de carga final é dividida por fator de segurança, ela dará capacidade de carga segura bruta.
qs = qu/F
pressão líquida de assentamento seguro(qnp)
a pressão com a qual o solo pode transportar sem exceder o assentamento permitido é chamada de pressão líquida de assentamento seguro.
pressão de rolamento permitida líquida(qna)
esta é a pressão que podemos usar para o projeto de fundações. Isto é igual à pressão segura líquida do rolamento se qnp > qns. No caso inverso, é igual à pressão líquida de liquidação segura.
cálculo da capacidade de carga
para o cálculo da capacidade de carga do solo, existem tantas teorias. Mas todas as teorias são substituídas pela teoria da capacidade de Suporte de Terzaghi.
a teoria da capacidade de carga de Terzaghi
a teoria da capacidade de carga de Terzaghi é útil para determinar a capacidade de carga dos solos sob uma base de tira. Essa teoria é aplicável apenas a fundações rasas. Ele considerou algumas suposições que são as seguintes.
- a base da base da tira é áspera.
- a profundidade de pé é menor ou igual à sua largura, ou seja, pé raso.
- ele negligenciou a resistência ao cisalhamento do solo acima da base de pé e o substituiu por sobretaxa uniforme. ( Df)
- a carga que atua na base é uniformemente distribuída e está agindo na direção vertical.
- ele assumiu que o comprimento da base é infinito.
- ele considerou a equação de Mohr-coulomb como um fator regulador para a resistência ao cisalhamento do solo.
como mostrado na figura acima, AB é a base do pé. Ele dividiu as zonas de cisalhamento em 3 categorias. Zona -1 (ABC) que está sob a base é atua como se fosse uma parte do próprio pé. A zona -2 (CAF e CBD) atua como zonas de cisalhamento radial que é suportada pelas bordas inclinadas AC e BC. Zona -3 (AFG e BDE) é nomeado como zonas passivas de Rankine que estão tomando sobretaxa (y Df) vindo de sua camada superior de solo.A partir da equação de equilíbrio,forças descendentes = para cima forças
Carga de pé x peso da cunha = pressão passiva + coesão x CB pecado
Onde Pp = passivo resultante de pressão = (Pp)y + (Pp)c + (Pp)q(Pp)y é derivada considerando o peso da cunha BCDE e fazendo a coesão e a sobretaxa de zero.(Pp) C é derivado considerando a coesão e negligenciando o peso e a sobretaxa.(Pp) q é derivado considerando sobretaxa e negligenciando peso e coesão.Portanto,substituindo,então, finalmente obtemos qu = C’NC + y Df Nq + 0,5 Y B N A equação acima é chamada de equação de capacidade de carga de Terzaghi. Onde qu é a capacidade de carga final e Nc, Nq, Ny são os fatores de capacidade de carga do Terzaghi. Esses fatores adimensionais são dependentes do ângulo de resistência ao cisalhamento ().Equações para encontrar os fatores de capacidade de carga são:ondeKp = coeficiente de pressão passiva da terra.Para valores diferentes de, os fatores de capacidade de carga sob falha geral de cisalhamento são dispostos na tabela abaixo.
Nc | Nq | Ny | |
0 | 5.7 | 1 | 0 |
5 | 7.3 | 1.6 | 0.5 |
10 | 9.6 | 2.7 | 1.2 |
15 | 12.9 | 4.4 | 2.5 |
20 | 17.7 | 7.4 | 5 |
25 | 25.1 | 12.7 | 9.7 |
30 | 37.2 | 22.5 | 19.7 |
35 | 57.8 | 41.4 | 42.4 |
40 | 95.7 | 81.3 | 100.4 |
45 | 172.3 | 173.3 | 297.5 |
50 | 347.5 | 415.1 | 1153.2 |
Finalmente, para determinar a capacidade de carga sob tira o pé de nós pode usar
qu = c’Nc + Df Nq + 0.5 B Ny
Pela modificação da equação acima, as equações para o quadrado e circular fundamentos também são dadas e o que eles são.Para o quadrado de pé
qu = 1.2 c’Nc + Df Nq + 0.4 B Ny
Para circular a pé
qu = 1.2 c’Nc +Df Nq + 0.3 B Ny
Hansen capacidade de rolamento teoria
Para coesa solos, os Valores obtidos por Terzaghi da capacidade de suporte de teoria são mais do que os valores experimentais. Mas, no entanto, está mostrando os mesmos valores para solos sem coesão. Então Hansen modificou a equação considerando fatores de forma, profundidade e inclinação.De acordo com Hansen
qu = c’Nc Sc dc ic + Df Nq Sq dq iq + 0.5 B Ny Sy dy iy
Onde Nc, Nq, Ny = Hansen capacidade de rolamento factorsSc, Sq, Sy = forma factorsdc, dq, dy = profundidade factorsic, iq, iy = inclinação factorsBearing fatores de capacidade são calculados pelas equações a seguir.para diferentes valores deHansen os fatores de capacidade de carga são calculados na tabela abaixo.
Nc | Nq | Ny | |
0 | 5.14 | 1 | 0 |
5 | 6.48 | 1.57 | 0.09 |
10 | 8.34 | 2.47 | 0.09 |
15 | 10.97 | 3.94 | 1.42 |
20 | 14.83 | 6.4 | 3.54 |
25 | 20.72 | 10.66 | 8.11 |
30 | 30.14 | 18.40 | 18.08 |
35 | 46.13 | 33.29 | 40.69 |
40 | 75.32 | 64.18 | 95.41 |
45 | 133.89 | 134.85 | 240.85 |
50 | 266.89 | 318.96 | 681.84 |
a Forma de fatores de diferentes formas de contato com o solo são dadas na tabela abaixo.
Forma de contato com o solo | Sc | Sq | Sy |
Contínuo | 1 | 1 | 1 |
Retangular | 1+0.2 B/L | 1+0.2 B/L | Por 1-0.4 B/L |
Praça | 1.3 | 1.2 | 0.8 |
Circular | 1.3 | 1.2 | 0.6 |
Profundidade fatores são considerados, de acordo com a tabela a seguir.
Profundidade factores | Valores |
dc | 1+0.35(D/B) |
dq | 1+0.35(D/B) |
dy | 1.0 |
da mesma forma inclinação fatores são considerados de baixo da tabela.
Inclinação factores | Valores |
ic | 1 – |
qi | 1 – 1.5 (H/V) |
iy | (iq)2 |
Onde H = componente horizontal da inclinados loadB = largura da footingL = comprimento de pé.