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11- Cálculo da carga admissível de perfis metálicos |
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Softwares de fundações para projetos de engenharia civil |
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Software, programa em Excel que determina, para projetos, a carga admissível de estacas metálicas, tipo fundações em perfis metálicos "H" cravados. Software que determina a carga total, lateral e de ponta em estacas em perfis metálicos soldados, laminados e eletreo-soldados. O programa realiza automaticamente o cálculo da carga admissível da estaca estática e dinâmica em perfil metálico do tipo "H".
Abaixo foi inserido um exemplo para entendermos o programa passo a passo. Na figura logo a baixo temos uma ilustração do programa na parte de inserção de dados geotécnicos e da peça. Acompanhe a explicação do programa. |
Entendendo passo a passo:
Na figura abaixo, podemos ver que existem campos para inserção dos dados de SPT, tipo de solo e dados da estaca. Para iniciarmos o trabalho do cálculo da estaca teremos, inicialmente, que inserir os dados geotécnicos. Neste exemplo foi inserido valores de SPT do 1° metro de profundidade até a cota 27 e o tipo de solo variou entre argilosos e arenosos. Em todos os casos, os campos de SPT e solo precisam estar preenchidos e marcados de forma correta. Para SPT, o valor deverá ser inteiro e maior que zero e não poderá ter uma célula intermediaria vazia. O mesmo acontece com o tipo de solo aonde deverá estar marcado apenas uma opção para cada SPT preenchido e também não ter linha sem marcar intermediárias. No exemplo abaixo, além dos dados geotécnicos, inserimos os dados da estaca; comprimento, momento da direção "x", a carga de compressão, de tração, o limite de escoamento do aço do perfil (tabela dos fabricantes), espessura de 1,5 mm para corrosão (NBR6122) e a massa específica do aço utilizado.
Na próxima figura veremos os resultados e a inserção dos dados do perfil.
Em "CARGA ADMISSÍVEL RELAÇÃO ESTACA/SOLO", teremos os resultados dos processos para carga admissível da estaca. Cada resultado será verificado no quadro logo ao lado em: "EFICIÊNCIA DE COMPRESSÃO" e "EFICIÊNCIA DE TRAÇÃO". A eficiência de tração e compressão é uma comparação entre o valor de carga admissível da estaca com as cargas atuantes. O valor de eficiência deverá ser igual ou maior que "1", caso contrário aparecerá o símbolo # em vermelho, indicando que naquele processo o valor não foi aprovado.
Na figura abaixo poderemos ver quando algum dos processos não fora aprovado. Neste caso, nos processos de Aoli-Velloso e Alberto H. Teixeira, a eficiência à compressão fora abaixo de 1 e por isto o símbolo #. O fato de ter algum dos processos não aprovados, não significa que o todo o cálculo foi reprovado, isso dependerá da sua escolha e preferência. Suponhamos que você trabalhe apenas com o processo de Pedro Paulo Costa Velloso, então isso significa que foi aprovado, a eficiência é maior que 1. Para que o símbolo # aparecesse neste exemplo, eu modifiquei a profundidade da estaca de 21m para 19m, apenas para exemplificar.
Na próxima etapa teremos a inserção das medidas do perfil. A partir de algum conhecimento em termos de aba, altura e espessura de perfis, você irá inserir valores para tais medidas até encontrar o perfil ideal. No caso abaixo, inseri medidas de 450 mm tanto para a largura quanto para a altura do perfil e escolhi medidas aproximadas às tabelas existentes para as espessuras. Ao lado do perfil teremos o cálculo automático da geometria do perfil e abaixo outro resultado em termos de eficiência à tração e compressão. No campo citado como eficiência do perfil temos outros dado importantes: "Tensão max adm na estaca", significa que essa é a tensão máxima que a peça suporta e o mesmo para "Carga max de trabalho na estaca", que também significa o máximo de carga que a estaca suportará. Em "Carga de trabalho na estaca", o valor será correspondente à carga total que está atuando na peça. A "Eficiência de compressão" será exatamente a relação entre carga max de trabalho/carga de trabalho na estaca, onde esse valor deverá ser igual ou maior que 1. Para "Eficiência de tração" esse será o valor da carga de tração, inserida por você, em relação à "Carga de trabalho na estaca", também deverá ser igual ou maior que 1. Caso alguma das "eficiências" estiver abaixo de 1, aparecerá o símbolo # para lhe alertar.
Na próxima etapa veremos como calcular a nega e a tensão máxima de cravação.
Na figura abaixo podemos ver um exemplo do cálculo da nega e a tensão máxima de cravação. Os valores inseridos para "Altura de queda do martelo", "Peso do martelo", "Tamanho do coxim" serão vitais para chegar à um valor da nega e tensão máxima de cravação. A tensão máxima de cravação será a tensão igual ou menor que o limite de escoamento do aço, neste caso: 250 MPa. Caso a tensão de cravação seja maior que o limite de escoamento e se a nega for inferior a zero, o símbolo # aparecerá para alertá-lo.
Veja na figura abaixo como o símbolo # aparece quando algum dado está fora do normal. Para esse exemplo modifiquei o peso do martelo de 6 ton para 7 ton e a tensão de cravação ultrapassou a tensão de limite de escoamento do aço (tabelas dos fabricantes).
Na figura abaixo teremos uma tabela dos prováveis e mais próximos perfis encontrados ou equivalentes à aquele que você calculou. É importante que após todo o processo de cálculo realizado, as medidas do perfil equivalente que você escolheu tenham suas medidas inseridas no programa novamente para uma nova verificação. Para o exemplo citado acima, utilizei o perfil Soldado "CS 450x175". O gráfico colorido ao lado demonstra o peso da peça por metro linear e assim fica mais fácil comparar perfis mais leves e mais compatíveis ao uso. Nos quadros da figura abaixo você terá tanto perfis para colunas quanto para vigas e outros, afinal de contas será o profissional que escolherá a peça ideal.
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