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Capacidade de Suporte Horizontal da Estaca - Método de Brom

A análise de uma estaca isolada de acordo com Broms é descrita em Broms, 1964. Esta método assume, exclusivamente, uma estaca num solo homogêneo. Assim, o método de análise não permite subsolos por camadas. O tipo de análise da capacidade de suporte horizontal da estaca é definido na secção "Estaca" da janela "Configurações".

Ao adotar o método de Brom para a análise da capacidade de suporte horizontal, o programa não considera as camadas de solo inseridas. Os parâmetros do solo estão especificados na janela "Capacidade horizontal", com base no tipo de solo (coesivo, não coesivo).

Os parâmetros introduzidos para a análise da capacidade de suporte horizontal da estaca são as características materiais da estaca (módulo de elasticidade e resistência do material da estaca), geometria da estaca (comprimento l e diâmetro d da estaca) e o carregamento da estaca devido à força de cisalhamento e ao momento fletor.

O coeficiente de rigidez da estaca β para solos coesivos é dado por:

onde:

E*I

-

rigidez de flexão da secção da estaca [MNm2]

kh

-

módulo de reação do subsolo [MNm3]

d

-

diâmetro da estaca isolada [m] - caso a estaca tenha uma secção transversal variável circular, no cálculo do parâmetro β é assumido um valor constante para o diâmetro da estaca d1, inserido na janela "Geometria"

O coeficiente de rigidez da estaca η para solos não coesivos é dado por:

onde:

E*I

-

rigidez de flexão da secção da estaca [MNm2]

nh

-

coeficiente do módulo de variação do solo [MNm3]

O programa determina automaticamente se deve considerar uma estaca comprida ou curta, com base nos rácios β*l (para solos coesivos) e η*l (para solos não coesivos), respetivamente. Uma vez que a bibliografia oferece critérios diferentes para diferentes tipos de estacas, o programa permite que o usuário os defina. Para um comprimento intermédio da estaca, a análise de verificação da estaca considera tanto estacas curtas como compridas e o programa escolhe automaticamente o resultado com o menor valor para a capacidade de suporte horizontal Qu.

Caixa de diálogo "Critérios do tipo de estaca"

Os critérios do tipo de estaca (comprida, curta, média) são considerados de acordo com as seguintes condições:

  • cabeça livre: para estacas compridas, β*l > 2,5 ; para estacas curtas, β*l < 2,5
  • restringida: para estacas compridas, β*l > 1,5 ; para estacas curtas, β*l < 1,5

O tipo de estaca (apoio da cabeça da estaca) pode ser considerado de duas formas:

  • cabeça livre - a rotação na cabeça da estaca não é considerada
  • restringida - a estaca está restringida contra a rotação na cabeça. Nestes casos, estamos perante estacas que fazem parte de uma grelha de estacas plana ou de um grupo de estacas.

Outra parâmetro importante a inserir é a capacidade de suporte à flexão. Este parâmetro é calculado automaticamente pelo programa, com recurso à seguinte fórmula:

onde:

Wy

-

módulo da secção da estaca [m3]

f

-

resistência do material da estaca [MPa]

γk

-

coeficiente de redução da resistência da secção transversal [-] - a capacidade de suporte da secção transversal é pré-multiplicada por diferentes coeficientes de segurança, de acordo com as diferentes Normas. Este coeficiente permite a adaptação do programa a estas Normas.

No caso de estacas de concreto armado, a capacidade de suporte à flexão Mu depende da quantidade de armadura dimensionada.

O coeficiente de redução da capacidade de carga γQu reduz o valor global da capacidade de suporte da estaca isolada, de acordo com:

onde:

Qu

-

capacidade de suporte horizontal de uma estaca isolada [kN]

γQu

-

coeficiente de redução da da capacidade de suporte [-]

Os resultados de uma análise são a capacidade de suporte horizontal de uma estaca isolada Qu, Qu,red e o deslocamento da estaca à superfície do terreno u.

Bibliografia:

[1] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesive Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 90, SM2, 1964.

[2] BROMS, BENGT. B.: Lateral Resistance of Piles in Cohesionless Soils. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, vol. 90 SM3, 1964.

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