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ACI 318 Verificação do projeto da pilha

ACI-Verification-Books-Preview

Information presented on this page is intended to demonstrate the section design convergence of 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, (ΦPN, ΦMN)

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, (ΦPN, ΦMN)

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
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