As informações apresentadas nesta página destinam-se a demonstrar a convergência do projeto de seção da ACI 318-2014 provisions for pile foundations that can be achieved with SkyCiv. Todos os exemplos são retirados dos seguintes livros:

Livro 1: Ruwan Rajapakse, Pile Design and Construction Rules of Thumb, 2016.
Livro 2: American Concrete Institute, Designing Concrete Structures: Interaction Diagram for Concrete Columns, 2007.
Livro 3: Hsiao, J. Kent (2012), Efeitos do eixo de flexão no momento de carga (PM) Diagramas de interação para colunas circulares de concreto usando um número limitado de barras de reforço longitudinais, Jornal Eletrônico de Engenharia Estrutural 12(1)

 

Vertical Geotechnical Capacity

Livro 1: Exemplo 7.4.1 Compute the ultimate bearing capacity of the pile:

Detalhes
Seção
Diâmetro	500 milímetros
Comprimento	10 m
Soil Properties
Unidade de peso	17.3 kN / m3
a força de atrito que impedirá o deslizamento da parede é a carga vertical total multiplicada pelo coeficiente de atrito solo-concreto definido para o material do solo da subestrutura e a força de deslizamento é o resultado da pressão lateral do solo retido e da pressão associada à presença da sobrecarga	30 Graus
Coesão	0 KPa
Tabela de águas subterrâneas	Não presente

 

Resultados
Parâmetro	Manual	SkyCiv
Vertical Effective Pressure	173 kPa	173 kPa
Base Resistance term	713.3 kN	713.338 kN
Average Effective Vertical Stress	86.5 kPa	86.500 kPa
Shaft Frictional Resistance Term	703.5 kN	703.510 kN
Ultimate Bearing Capacity	1,416.8 kN	1,416.848 kN

 

Livro 1: Exemplo 7.4.2 Compute the ultimate bearing capacity of the pile:

Detalhes
Seção
Diâmetro	500 milímetros
Comprimento	10 m
Soil Properties
Unidade de peso	17.3 kN / m3
a força de atrito que impedirá o deslizamento da parede é a carga vertical total multiplicada pelo coeficiente de atrito solo-concreto definido para o material do solo da subestrutura e a força de deslizamento é o resultado da pressão lateral do solo retido e da pressão associada à presença da sobrecarga	30 Graus
Coesão	0 KPa
Tabela de águas subterrâneas	3 m

 

Resultados
Parâmetro	Manual	SkyCiv
Vertical Effective Pressure	104.33 kPa	104.330 kPa
Base Resistance term	430.19 kN	430.188 kN
Average Effective Vertical Stress
0-3m	25.95 kPa	25.950 kPa
3-10m	78.12 kPa	78.115 kPa
Shaft Frictional Resistance Term
0-3m	63.32 kN	63.316 kN
3-10m	444.72 kN	444.720 kN
Total Shaft Frictional Resistance Term	508.04 kN	508.036 kN
Ultimate Bearing Capacity	938.22 kN	938.224 kN

 

Livro 1: Exemplo 7.4.3 Compute the ultimate bearing capacity of the pile:

Detalhes
Seção
Diâmetro	500 milímetros
Comprimento	12 m
Camada 1-Propriedades do Solo
Espessura	5 m
Unidade de peso	17.3 kN / m3
a força de atrito que impedirá o deslizamento da parede é a carga vertical total multiplicada pelo coeficiente de atrito solo-concreto definido para o material do solo da subestrutura e a força de deslizamento é o resultado da pressão lateral do solo retido e da pressão associada à presença da sobrecarga	30 Graus
Coesão	0 KPa
Tabela de águas subterrâneas	Não presente
Camada 2 - Propriedades do Solo
Espessura	7 m
Unidade de peso	16.9 kN / m3
a força de atrito que impedirá o deslizamento da parede é a carga vertical total multiplicada pelo coeficiente de atrito solo-concreto definido para o material do solo da subestrutura e a força de deslizamento é o resultado da pressão lateral do solo retido e da pressão associada à presença da sobrecarga	32 Graus
Coesão	0 KPa
Tabela de águas subterrâneas	Não presente

 

Resultados
Parâmetro	Manual	SkyCiv
Vertical Effective Pressure	204.8 kPa	204.800 kPa
Base Resistance term	1,166.2 kN	1,166.159 kN
Average Effective Vertical Stress
Camada 1	43.3 kPa	43.250 kPa
Camada 2	145.7 kPa	145.650 kPa
Shaft Frictional Resistance Term
Camada 1	176.1 kN	175.878 kN
Camada 2	891.6 kN	891.295 kN
Ultimate Bearing Capacity	2,233.9 kN	2,233.332 kN

 

Livro 1: Exemplo 7.4.4 Compute the ultimate bearing capacity of the pile:

Detalhes
Seção
Diâmetro	500 milímetros
Comprimento	15 m
Camada 1-Propriedades do Solo
Espessura	5 m
Unidade de peso	17.3 kN / m3
a força de atrito que impedirá o deslizamento da parede é a carga vertical total multiplicada pelo coeficiente de atrito solo-concreto definido para o material do solo da subestrutura e a força de deslizamento é o resultado da pressão lateral do solo retido e da pressão associada à presença da sobrecarga	30 Graus
Coesão	0 KPa
Tabela de águas subterrâneas	3 m
Camada 2 - Propriedades do Solo
Espessura	7 m
Unidade de peso	16.9 kN / m3
a força de atrito que impedirá o deslizamento da parede é a carga vertical total multiplicada pelo coeficiente de atrito solo-concreto definido para o material do solo da subestrutura e a força de deslizamento é o resultado da pressão lateral do solo retido e da pressão associada à presença da sobrecarga	32 Graus
Coesão	0 KPa

 

Resultados
Parâmetro	Manual	SkyCiv
Vertical Effective Pressure	137.9 kPa	137.780 kPa
Base Resistance term	785.2 kN	784.538 kN
Average Effective Vertical Stress
0-3m	26 kPa	25.950 kPa
3-5m	59.4 kPa	59.390 kPa
5-15m	102.4 kPa	102.330 kPa
Shaft Frictional Resistance Term
0-3m	63.4 kN	63.316 kN
3-5m	96.6 kN	96.605 kN
5-15m	895.2 kN	894.573 kN
Ultimate Bearing Capacity	1,840.4 kN	1,839.032 kN

 

Axial & Flexural Capacities

Livro 2: Example E702 Compute the axial and flexural capacities, (ΦP_N, ΦM_N)

Detalhes
Seção
Cross-section	Retangular
Profundidade	12 no
Largura	12 no
Reforço
Diâmetro da barra	4-#8
Materiais
Concrete Strength	4,000 psi
Steel Yield Strength	60,000 psi

 

Resultados
Parâmetro	Manual	SkyCiv
Gross Area (UMAg)	144 no2	144.0 no2
Steel Reinforcement Area (UMAst)	3.16 no2	3.142 no2
ΦPN at Pure Compression	347.60 kips	347.055 kips
Neutral Axis Depth (c}	5.40 no	5.622 no
Equivalent Stress Block Depth (uma}	4.590 no	4.779 no
Strain at Top Reinforcement	0.001612	0.00167
Stress at Top Reinforcement	46.75 ksi	48.316 ksi
Steel Force at Top Reinforcement	68.49 ksi	70.554 kips
Strain at Bottom Reinforcement	0.0022762	0.00207
Stress at Bottom Reinforcement	60 ksi	60 ksi
Steel Force at Bottom Reinforcement	-94.80 ksi	-94.248 kips
Force in Concrete	187.27 ksi	194.987 kips
ΦPN at Balanced condition	108.33 kips	112.324 kips
ΦMN at Balanced condition	70.97 kip-ft	69.990 kip−ft

 

Livro 3: Exemplo 1 Compute the axial and flexural capacities, (ΦP_N, ΦM_N)

Detalhes
Seção
Cross-section	Round
Diâmetro	508 milímetros
Reforço
Diâmetro da barra	6-#10
Materiais
Concrete Strength	20.7 MPa
Steel Yield Strength	414 MPa

 

Resultados
Parâmetro	Manual	SkyCiv
Gross Area (UMAg)	202,682 milímetros2	202,682.992 milímetros2
Steel Reinforcement Area (UMAst)	4,825.49 milímetros2	4,825.486 milímetros2
ΦPN at Pure Compression	2,850 kN	2,849.108 kN
Neutral Axis Depth (c}	263 milímetros	262.840 milímetros
Equivalent Stress Block Depth (uma}	223.5 milímetros	223.414 milímetros
Strains on the reinforcements, eeu
e1	0.00227	0.00227
e2	0.00119	0.00119
e3	-0.000984	-0.00098
e4	-0.00207	-0.00207
Stresses on the reinforcements, fe
fs1	414 MPa	414.0 MPa
fs2	238 MPa	237.270 MPa
fs3	-196.8 MPa	-196.910 MPa
fs4	-414 MPa	-414.0 MPa
Forces on the reinforcements, Feu
F1	325 kN	318.808 kN
F2	361 kN	353.346 kN
F3	-322 kN	-316.729 kN
F4	-339 kN	-332.959 kN
Force in Concrete	1,510 kN	1,510.382 kN
ΦPN at Balanced condition	1,006.96 kN	1,005.293 kN
ΦMN at Balanced condition	248.62 kN-m	246.426 kN-m