Este artigo explica várias forças que atuam em um muro de arrimo e sua influência no comportamento do muro de arrimo. Dependendo do tipo de construção, as forças que atuam nos muros de contenção variam.
Por exemplo, a pressão ativa e a pressão de repouso podem ser levadas em consideração. Com base no comportamento estrutural, são avaliadas as forças a ter em conta durante o dimensionamento.
Vamos diretamente às forças que atuam nos muros de contenção.
Tipo de força que atua em um muro de contenção
Construímos um muro de contenção para reter água, solo, resíduos sólidos ou outros materiais em uma barragem instável.
Dependendo do tipo de material a ser retido de acordo com os requisitos do projeto, existem diferentes tipos de muros de contenção, como muros de contenção de concreto, muros de gabião, etc.
No entanto, o método de aplicação e o tipo de cargas são semelhantes para a maioria dos tipos de muros de contenção.
Pressão lateral da terra
Dependendo do comportamento do muro de contenção, as cargas laterais são aplicadas de três maneiras.
- Pressão de terra ativa
Força exercida pelo piso na parede quando a parede está livre para desviar. Em outras palavras, para simplificar, digamos que o piso se mova em direção à parede.
A pressão ativa é calculada usando a seguinte equação.
PA = kA γh; kA – coeficiente de pressão ativa = (1-sinΦ) / 1+sinΦ), γ – densidade do solo e h – altura da parede
- Pressão de terra passiva
Pressão A pressão da terra ocorre quando a parede pressiona o solo. Aqui, por simplicidade, dizemos que a parede se move em direção ao chão.
A pressão passiva da terra pode ser calculada usando a seguinte equação.
PP = kP γh; kP – coeficiente de pressão passiva = (1+sinΦ) / 1-sinΦ), γ – densidade do solo e h – altura da parede
- Pressão de repouso ou estado de repouso
Este é um caso especial e a pressão varia entre a pressão ativa e a pressão passiva.
Quando falamos em repouso, assumimos que a estrutura não está se movendo. Portanto, a pressão exercida na parede é maior que a pressão ativa.
O estado inativo é levado em consideração em situações especiais e o comportamento da estrutura também pode causar o estado inativo.
Por exemplo, projetamos uma estrutura rígida como muro de contenção e, se ela não se deformar quando submetida à pressão do solo (pressão ativa), a pressão aumentará e a estrutura poderá atingir o estado de repouso.
Além disso, durante o dimensionamento tivemos em conta o estado de repouso, quando a estrutura necessita de uma deflexão mínima. Por exemplo, se construirmos um muro de contenção em balanço onde precisamos limitar a deflexão superior, ele deverá ser projetado para repouso.
Então temos uma estrutura comparativamente rígida que pode limitar a deflexão quando a força é aplicada.
A pressão exercida em repouso pode ser calculada usando as seguintes equações.
P0 = k0 γh; k0 – Coeficiente de pressão de repouso = (1- senΦ), γ – densidade do solo e h – altura da parede
O artigo Coeficiente de pressão lateral da terra Mais informações podem ser encontradas em
sobretaxas
A sobretaxa é uma carga de pressão no piso mantida pela parede.
Pode ser alguma forma de carga de linha ou carga distribuída uniformemente.
A avaliação correta da sobretaxa é muito importante no planejamento. Por exemplo, se houver estruturas próximas ao muro de contenção, a pressão correta deve ser levada em consideração no planejamento.
Uma estimativa incorreta pode levar a Falha no muro de contenção.
Pressão da água
É muito importante conhecer as forças que atuam em um muro de contenção devido à pressão da água nos poros.
A avaliação incorreta da pressão da água pode levar a falhas, conforme descrito no artigo Falha no muro de contenção.
A pressão da água altera significativamente o fator de segurança.
Portanto, deve ser dada especial atenção à pressão da água durante a construção e, sempre que possível, deve ser prevista uma drenagem adequada.
As forças axiais atuam no muro de contenção
Se o muro de contenção for sustentado por outras estruturas, devemos considerar a influência delas na estrutura.
As falhas por carga axial não são comuns em muros de contenção porque é necessária uma seção transversal significativa para acomodar as cargas verticais.
Às vezes, os muros de contenção e suas fundações em algumas estruturas são considerados fundações colunares. Em tal situação, deve ser feito um dimensionamento correto para o estado limite último e o estado limite de utilização.
Cargas de vento
Normalmente as cargas de vento não são tão críticas para muros de contenção.
No entanto, se existirem outras estruturas no muro de contenção independente, isso pode afetar a sua estabilidade.
Por exemplo, paredes altas construídas no topo da parede podem ter algum efeito. Mas isso pode não ser tão crítico.
Cargas sísmicas
As forças sísmicas que atuam em um muro de contenção têm um impacto significativo na estabilidade do muro de contenção.
Calculamos o coeficiente de pressão de terra (pressão ativa, pressão passiva, pressão de repouso) e depois estimamos a carga aplicada.
A diretriz foi publicada como Paredes de contenção e piso. EM 1110-2-2502do Corpo do Exército dos EUA, encontre mais informações sobre as equações que podem ser usadas para calcular os coeficientes de pressão da terra.
O artigo apareceu como Coeficiente de pressão sísmica Também pode ser feita referência ao trecho da diretriz acima mencionada.
Cargas de impacto, como cargas acidentais, cargas de explosão, etc.
Cargas de impacto não são tão comuns em muros de contenção. Eles só podem ocorrer muito raramente.
Além disso, há uma menor probabilidade destas cargas agirem contra a estabilidade do que se houvesse uma alta probabilidade de a pressão ser aplicada à superfície exposta, criando um momento restaurador.
No entanto, os muros de contenção podem ser danificados por tais cargas.
Outros poderes
Se os muros de contenção forem construídos sobre outra estrutura e esta for considerada a fundação da parede, poderão ocorrer tensões adicionais na parede.
Por exemplo, se construirmos o muro de contenção na fundação da laje como uma parede de cave, quando as cargas são aplicadas à fundação da laje, parte da tensão será transferida para a parede devido à rigidez da parede.
A ação de flexão fora do plano da fundação da laje é transferida para a parede como tensão no plano. Devido à alta rigidez na direção do plano, há um aumento significativo da tensão na parede.
Isso deve ser verificado durante a construção.
