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Autor:
TQS Admin
Data adicionada:
Qui, 23 de Julho de 2009
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nunca
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Dúvida enviada a Comunidade TQS

Após mais uma discussão, a meu ver sem solução, sobre os famigerados coeficientes de reação vertical do solo (baseados em uma HIPÓTESE de Winkler, solicito aos técnicos da TQS (mesmo que defensores dos coeficientes "de mola"), orientação para a utilização da coluna "recalque" do sistema TQS. Se possível tão detalhada quanto.

Pessoalmente acredito que se é para dar um tiro com os olhos vendados com os tais coeficientes, com base em apenas alguns furos N-SPT - que é a única informação de que dispomos na maioria arrasadora de nossas obras reais - prefiro dar ao menos com um olho aberto, que é com o uso dos recalques. Estes sim razoavelmente bem estudados (apesar de também controversos).

Acho que seria interessante para uma comparação e análise por todos os usuários. Do contrário meus caros, vamos continuar a fazer como os engenheiros fazem na maioria das obras (ao menos nos últimos 100 anos): sobre apoios articulados (convenhamos que sem grandes problemas).

Resposta

Eu sou um fã incondicional da utilização dos coeficientes de reação vertical e horizontal (CRVs e CRHs) nas estruturas. O primeiro processamento que eu realizei, um pórtico espacial, eu já tive que utilizar as os vínculos elásticos no STRESS. Evidentemente que eu era um recem-formado e os coeficientes do solo foram fornecidos por um engenheiro experiente.

Durante toda a década de 70 eu trabalhei numa grande e importante empresa de projeto de estruturas aqui em São Paulo, Maubertec. Lá foram projetados centenas de obras importantes como edificações, pontes, viadutos, galerias de Metrô, grandes reservatórios, etc, todos com o emprego do coeficiente de reação vertical e horizontal. Eu era o responsável pelos processamentos dos pórticos espaciais e elaboração dos modelos. Para simular melhor os modelos de pontes, já era feita a discretização desde o início da estaca até a superestrutura, num modelo único.

Tenho diversos amigos geotécnicos que não encaram com com olhos a utilização destes CRVs e CRHs. Eles argumentam, com toda razão, que o solo é um material muito heterogêneo, não linear, saturado ou não, etc, trazendo dificuldades para esta quantificação dos valores de CRVs e CRHs. Não posso deixar de citar que durante a década de 70 eu consegui obter, de inúmeros geotécnicos, estes valores de CRVs e CRHs.

O argumento principal para se justificar o emprego dos CRVs e CRHs é que, praticamente, não temos outra condição de simular, na tarefa corriqueira de projeto, a presença do solo. O engenheiro sempre tem o bom senso de empregar estes valores com cautela e discernimento, sempre utilizando dois modelos, um com valores máximos e outro com valores mínimos, projetando com as envoltórias.

Métodos baseados em elementos finitos, complexos, etc, também estão disponíveis. Eles servem para o projeto de obras complexas, de vulto e exigem uma grande experiência de modelagem do solo. Para projetos de estrutura convencionais, os métodos baseados nos CRVs e CRHs são os possíveis de serem empregados.

Para auxiliar aos nossos clientes neste cálculo dos coeficientes de mola, ou CRVs e CRHs, aparentemente um grande mistério, criamos recentemente um novo sistema computacional: SISEs (Sistema para Interação Solo Estrutura). No SISEs, você pode definir:

  • a geometria da fundação (sapatas isoladas, associadas, radier, tubulão e estacas);
  • as sondagens com suas respectivas localizações;
  • critérios de projeto para cálculo do CRV e CRH;
  • etc.

O cálculo dos CRVs e CRHs são baseados em tres métodos básicos:

  • tabelas padronizadas;
  • ensaios de placa;
  • cálculo de recalques.

A operação do sistema, para quem já conhece os sistemas CAD/TQS, é extremamente simples. Conhecimentos de geotecnia são necessários. Diversos métodos para cálculo do CRV e CRH se baseiam ou no N-SPT ou em outras propriedades do solo. Métodos simplificados também estão presentes mas resultam em uma aproximação maior. Teoricamente, quando o método de cálculo dos CRVs e CRHs se baseiam apenas no SPT, a definição das grandezas que envolvem o problema ficam mais fáceis. Também o valor simples do SPT é questionado por diversos colegas.

O SISEs, por hipótese, sempre trabalha com uma envoltória de solicitações (máximos e mínimos de CRVs e CRHs) para todas combinações de carregamento aplicados no projeto estrutural.

Alguns resultados obtidos:

  • solicitações na estrutura considerando a presença do solo através dos CRVs e CRHs;
  • tensões e recalques em cada ponto do solo;
  • solicitações nos elementos de fundação (estaca, tubulões, sapatas, etc)
  • dimensionamento de estacas a flexo compressão;
  • verificação, do ponto de vista do solo, se as tensões foram ultrapassadas;
  • verificação, do ponto de vista da estrutura da fundação, se as tensões foram ultrapassados;
  • capacidade de carga das estacas;
  • etc

Para maior conhecimento do SISEs, por favor acesse o link:
http://www.tqs.com.br/index.php/conheca-os-sistemas-cadtqs/sises-interacao-solo-estrutura

A bibliografia adotada para o cálculo dos CRVs e CRHs foi toda nacional, Publicação de Fundações (PINI), livros do prof. Marcello da Cunha Moraes, aulas do prof. Antonio Sérgio Damasco Penna, etc.

Para fundações diretas, os métodos mais adequados são aqueles que se baseiam no cálculo do recalque do solo para uma pressão aplicada. Para estacas também utilizamos métodos que calculam o recalque do solo sob a estaca. Os métodos baseados no recalque dependem da caracterização do solo, tarefa do geotécnico ou de um engenheiro estrutural experiente em solos.

Para estacas temos os métodos de cálculo de capacidade de carga dos professores Aoki-Veloso, Decourt-Quaresma e Antunes & Cabral.

Não temos a solução completa para todos os problemas envolvendo este assunto, praticamente um tabu entre projetistas estruturais e geotécnicos, mas temos uma solução bastante razoável que equaciona inúmeras situações desta interface estrutura-solo.

Na minha opinião, calcular a estrutura de um edifício elevado com a base dos pilares engastada e/ou articulada é uma grande utopia. É, simplesmente, fugir do problema e fazer de conta que ele não existe. Uma quantificação, mesmo que aproximada, através dos vínculos elásticos, vai dar um resultado muito mais próximo da realidade.

Saudações
Nelson Covas
TQS - SP - SP

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