Na análise da estabilidade das estruturas, são levados em consideração principalmente o deslizamento, o tombamento e o levantamento. O deslizamento e a inclinação são devidos a cargas laterais e a decolagem é devida à pressão ascendente criada pelos fluidos.
Ao projetar um muro de contenção simples, talvez você não precise seguir o processo descrito neste artigo.
O método básico mostrado em outro artigo deste site pode ser consultado.
Dependendo da ocorrência de um evento ou tendo em conta o período de retorno de um evento, são realizadas análises de estabilidade.
O fator de segurança varia com o período de retorno ou com a probabilidade de ocorrência.
Ao estender o período de retorno, o fator de segurança também aumenta.
Além disso, o tipo/utilização da estrutura também é levado em consideração na determinação do fator de segurança. Dependendo da importância da estrutura, fatores superiores são utilizados na análise de estabilidade das estruturas.
Esta discussão é baseada nas informações fornecidas em EM 1110-2-2100: 2005.
Com base na probabilidade de ocorrência/período de recorrência de um evento, são identificadas três categorias principais de condições de estresse.
Eles são comuns, incomuns e extremos.
As explicações na EM 1110-2-2100 são fornecidas abaixo, nas quais os limites das condições individuais são claramente explicados.
USUAL
Cargas comuns são cargas e condições de carregamento relacionadas à função principal da estrutura e ocorrem frequentemente durante a vida útil da estrutura.
Um evento comum é uma ocorrência comum e assume-se que a estrutura funciona no regime elástico linear.
Exemplo: Aplicar uma carga de terra a um muro de contenção.
INCOMUM
Cargas incomuns são cargas operacionais e condições de carga que ocorrem raramente.
As cargas de construção e manutenção também são classificadas como cargas incomuns porque os riscos podem ser controlados pela determinação da sequência ou duração das atividades e/ou pelo monitoramento de sua execução.
As cargas sobre estruturas temporárias utilizadas para apoiar a construção do projeto também são consideradas incomuns.
No caso de um evento incomum, algum comportamento não linear menor é aceitável, mas os reparos necessários provavelmente serão menores.
EXTREMO
Estresse extremo refere-se a eventos altamente improváveis e que podem ser considerados condições de emergência.
Tais eventos podem envolver acidentes graves, como impactos ou explosões, bem como desastres naturais causados por terremotos ou inundações, cuja frequência excede em muito a vida económica da estrutura.
O estresse extremo também pode surgir de uma combinação de eventos estressantes incomuns.
Espera-se que a estrutura suporte cargas extremas sem sofrer falhas catastróficas. No entanto, são esperados danos estruturais, que podem prejudicar parcialmente as funções operacionais e exigir uma renovação ou substituição extensa da estrutura.
A variação das probabilidades de estado de carga é mostrada na tabela a seguir.
FATOR SEGURANÇA CONTRA ESCORREGAMENTO
O fator de segurança contra deslizamento é definido em função das condições do local e em função do tipo de carregamento, conforme explicado anteriormente na análise de estabilidade de estruturas.
A resistência ao deslizamento é geralmente calculada a partir da soma da força de atrito e da resistência causada pela coesão das camadas.
A seguinte equação pode ser usada para o fator de segurança calculado contra deslizamento.
FS = (N tanΦ + cL) / T
Onde,
N – Força atuando perpendicularmente ao plano de fratura deslizante sob a cunha estrutural
Φ – Ângulo de atrito interno do material de fundação sob a cunha estrutural
c – Resistência coesiva do material de fundação sob a cunha estrutural
L – Comprimento da cunha estrutural em contato com a fundação
T – Força cortante atuando paralelamente à base da cunha estrutural
O fator de segurança para deslizamento pode ser calculado utilizando os valores indicados na EM 1110-2-2100. Os fatores de segurança para estruturas críticas podem ser calculados usando a tabela a seguir.
*Para uma análise sísmica preliminar sem movimento detalhado do solo específico do local, use FS = 1,7 para incomum e FS = 1,3 para extremo.
**Informações de localização limitadas não são permitidas para estruturas críticas.
Fatores de segurança contra escorregões estruturas normais podem ser encontrados na tabela a seguir de acordo com EM 1110-2-2100.
Conforme discutido, dependendo do estado da carga e das condições do local, o fator de segurança contra deslizamento pode ser calculado.
FATORES DE SEGURANÇA PARA FLOTAÇÃO NA ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE ESTRUTURAS
A maioria das estruturas subterrâneas exige testes de flutuabilidade, pois podem ser levantadas pela pressão da água que atua sobre elas.
Além disso, algumas estruturas precisam ser verificadas quanto a possíveis levantamentos durante a construção.
Primeiro, a força vertical descendente total é calculada.
Peso da estrutura, qualquer líquido contido na estrutura (se houver) e qualquer carga adicional aplicada à estrutura.
Ao considerar o caso de carga crítica, a carga vertical mínima deve ser levada em consideração. A aplicação de carga adicional pode ser considerada dependendo do tipo ou carga contínua.
FS = carga vertical total / força de empuxo
Os valores indicados na tabela a seguir podem ser utilizados como fatores de segurança contra escorregamento.
Inclinação para análise de estabilidade de estruturas
É prática comum determinar o fator de segurança contra tombamento calculando a relação entre o momento do piso e o momento de tombamento.
Porém, conforme explicado na EM 1110-2-2100, verificar se a base está comprimida e se a resultante está presente com a base é mais relevante.
Para garantir que o deslizamento esteja dentro dos limites, as seguintes condições são verificadas.
O local onde a força resultante atinge a base pode ser usado para determinar se é ou não aceitável para as condições de carga aplicadas.
O artigo Cálculo de estabilidade de muros de contenção Métodos de cálculo podem ser usados para alguns dos testes acima.
