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O processo de execução de um projeto de muro de arrimo de concreto compreende três etapas principais:
- Dimensionamento preliminar: Defina a dimensão da linha de base para cada um dos componentes usando algumas proporções recomendadas.
- Verificações de estabilidade: Certifique-se de que a geometria da parede será estável nas condições de carga a que será submetida. Basicamente pressão de terra lateral e cargas de sobrecarga.
- Projeto: Para as propriedades do material e as ações internas calculadas (cisalhamento e flexão) certifique-se de que os requisitos de resistência sejam atendidos pela parede de acordo com um código de design.
Neste artigo, vamos nos concentrar na descrição de cada uma das etapas para projetar com sucesso um Muro de Contenção com exemplos.
Dimensionamento preliminar
O primeiro passo antes de verificar a estabilidade do muro de arrimo é atribuir dimensões preliminares aos diferentes componentes do sistema de muro de arrimo, esta é uma etapa muito importante no projeto de um muro de arrimo, pois não atribuir as dimensões proporcionais corretas desde o início a cada componente pode levar à necessidade de iterar muito para que o muro de arrimo esteja em conformidade com os requisitos de estabilidade ou tenha um sistema superdimensionado que atende a todos os requisitos, mas usa muito mais material do que o mínimo teórico. As recomendações para dimensionar o muro de contenção conforme ACI são as seguintes:
- Altura Geral (\(h )): É o primeiro parâmetro que depende apenas das necessidades do projeto (medido da parte inferior da base até o topo da haste).
- Largura da base (\(b_{cdot K_a}\)): Entre 0.4 e 0.7 da altura total
- Largura do dedo do pé (\(b_{dedo do pé}\)): Entre 1/4 e 1/3 da largura da base
- Espessura da base (\(t_{cdot K_a}\)): Entre 0.07 e 0.1 da altura total e maior que \(0.3 m (12 dentro.)\)
- Espessura do fundo da haste (\(t_{vapor, \; btm}\)): Entre 0.07 e 0.12 da altura total
- Espessura do topo da haste (\(t_{vapor, \; principal}\)): Mínimo \(0.2 m (8 dentro.)\), \(0.25 m (10 dentro.)\) preferido
Verificações de estabilidade
A estabilidade de um Muro de Contenção é garantida quando certos requisitos são atendidos. Cada um desses requisitos e o fator de segurança recomendado de acordo com a ACI são os seguintes:
- Falha de capotamento: A parede de contenção pode tombar no canto inferior esquerdo de sua base. Este efeito é devido ao momento gerado pelas cargas aplicadas contra a haste (componentes horizontais da pressão do solo e o efeito de sobrecarga) e é neutralizado por todas as cargas verticais (peso próprio e componentes verticais de pressão). Em um artigo anterior, trabalhamos totalmente em um exemplo de cálculo do momento de capotamento. O fator de segurança tradicionalmente recomendado é:
\(FS_{Um guia para combinações de carga Eurocode} \geq 2.0\)
Se o fator de segurança contra capotamento for muito baixo, a geometria da parede deve ser modificada aumentando suas dimensões para que a carga vertical seja maior.
- Falha de deslizamento: A parede de retenção pode deslizar ao longo de sua base. Este é impulsionado pelas mesmas cargas horizontais que tendem a derrubar a parede, e são suportados pela força de atrito gerada entre a superfície inferior da base e o solo da subestrutura. Em um artigo anterior, trabalhamos totalmente em um exemplo de cálculo do Fator Deslizante de Segurança. O fator de segurança tradicionalmente recomendado é:
\(FS_{deslizamento} \geq 1.5\)
Caso o fator de segurança contra deslizamento seja muito baixo, uma possibilidade é alongar a base, mas caso haja limitações para isso, adicionar uma chave de cisalhamento pode ajudar.
- Falha no rolamento: A pressão máxima admissível do solo da subestrutura pode ser excedida pela pressão que a parede aplica ao solo. O fator de segurança tradicionalmente recomendado é:
\(FS_{consequência} \geq 3.0\)
Nesse caso, se o fator de segurança for muito baixo, a opção é alongar a base para que a pressão distribua melhor.
Outro artigo descreve em detalhes esses requisitos de estabilidade e as verificações de estabilidade de qualquer muro de contenção podem ser realizadas usando o SkyCiv's Software de calculadora de muro de contenção.
Verificações de projeto
O princípio básico para o projeto do Muro de Arrimo é que a flexão da haste e da sapata de concreto armado e a resistência ao cisalhamento devem ser pelo menos iguais ao momento e cisalhamento fatorados determinados a partir da análise.
- O haste da parede é projetado como um cantilever, fixado na base. As cargas consideradas para o projeto deste componente incluem a carga axial devido ao seu peso e as forças de atrito do aterro que atuam na haste da parede. Além disso, a flexão devido a cargas verticais excêntricas, cargas de sobretaxa, e a pressão lateral de terra também precisa ser considerada. Ignorar as cargas axiais que atuam na haste da parede pode ser conservador, pois pequenas cargas nessa direção tendem a aumentar a resistência do momento da parede de acordo com a equação de interação.
- O base da parede normalmente se estende em ambos os lados da haste se não houver restrições físicas, como a linha da propriedade ou uma estrutura existente. A projeção da sapata sob o solo retido é conhecida como calcanhar e é projetada para suportar todo o peso do solo acima dela, cargas de sobretaxa e se o aterro for inclinado, a componente vertical da pressão do solo também é suportada pela sapata. No caso de a sapata se estender também para longe do solo retido, essa parte é conhecida como o dedo do pé. As seções críticas para calcular a resistência à flexão do dedo do pé e do calcanhar são a face frontal e traseira da haste da parede, e para calcular a resistência ao cisalhamento, as seções críticas são tomadas uma distância d da face frontal e traseira da haste.
Referências
Calculadora do muro de arrimo
A SkyCiv oferece uma Calculadora Gratuita de Muros de Concreto que verificará o momento de tombamento e realizará uma análise de estabilidade em seus muros de arrimo.
Software de muro de contenção
O software SkyCiv para muros de arrimo ajuda os engenheiros a projetar muros de arrimo Cantilever e Gravity e é adequado para o cálculo de muros de blocos ou concreto. A SkyCiv oferece uma calculadora gratuita de muro de arrimo que verifica o deslizamento no muro de arrimo e realiza uma análise de estabilidade em seus muros de arrimo, A SkyCiv oferece uma calculadora gratuita de muro de arrimo que verifica o deslizamento no muro de arrimo e realiza uma análise de estabilidade em seus muros de arrimo, Para obter mais informações sobre como esta pressão lateral de terra é incluída no Muro de Contenção, deslizamento, Para obter mais informações sobre como esta pressão lateral de terra é incluída no Muro de Contenção!
Desenvolvedor de Produto
BEng (Civil)
