Manual estacas metalicas by Carotini Arquitetura

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

8ª Edição 2015

Consultoria Urbano Alonso Consultoria e Projetos Ltda. Realização Equipe Técnica Gerdau

APRESENTAÇÃO

Esta é a 8ª edição do manual de Estacas Metálicas da Coletânea do Uso do Aço, da Gerdau, lançado originalmente em 2006, na ocasião do desenvolvimento da referência técnica para o uso de estacas metálicas de seção transversal decrescente com a profundidade. Esta é uma solução técnica e econômica para as fundações profundas executadas em nosso país, principalmente nas regiões da costa litorânea, onde o solo se apresenta com espessas camadas de argilas moles intermediadas por camadas de areias finas siltosas medianamente compactas a muito compactas. Dando continuidade às pesquisas técnicas, a Gerdau investe em provas de carga estáticas e, também, em ensaios de carregamento dinâmico, a fim de melhor entender o comportamento carga-recalque destas estacas, em particular quanto à transferência de carga por adesão e pela ponta das mesmas. Estas provas de carga fazem parte de um banco de dados que está à disposição dos profissionais interessados em estudar este tipo de estacas, bastando para tanto contatar a equipe técnica da Gerdau. Nesta 8ª edição complementamos o banco de dados das provas de carga, que vem sendo divulgadas desde a 1ª edição. Concomitantemente com as provas de carga estáticas, foram realizadas provas instrumentadas, utilizando-se strain gages, que nos forneceram subsídios importantes na interpretação de como se procede a transferência de carga, não só pela adesão, mas, principalmente, pela ponta da estaca. Isto indica que, quando a mesma se situa em solos pouco portantes, não vale a proposição de alguns dos atuais métodos brasileiros que consideram como área de ponta aquela correspondente à área envolvente da seção do perfil. Isto só se mostra válido no caso em que a ponta da estaca atinge solo de alta resistência ou alteração de rocha. Com o objetivo de tornar a cravação das estacas mais rápida (quando comparado com a cravação tradicional com martelos de impacto de queda livre ou hidráulicos) e reduzir ainda mais o barulho causado por esses equipamentos, minimizando o incômodo à comunidade na vizinhança da obra, a Gerdau introduziu, em fins de 2011, a cravação com martelos vibratórios hidráulicos e elétricos. As estacas cravadas por este novo processo, bem como os resultados das provas de carga realizadas e um resumo do funcionamento desse novo processo de cravação estão destacados nesta nova edição do manual.

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

ÍNDICE

Nomenclatura ...................................................................................................................................... 9 1 Introdução .....................................................................................................................................11 2 Aplicações e Características das Estacas Metálicas ....................................................................15 3 Corrosão ....................................................................................................................................... 21 4 Dimensionamento Estrutural ........................................................................................................ 25 4.1 - Flambagem ......................................................................................................................... 27 4.2 - Capacidade de Carga Estrutural ......................................................................................... 28 5 Capacidade de Carga Geotécnica ............................................................................................... 31 6 Conceito de “Estacas Metálicas de Seção Transversal Decrescente com a Profundidade” .................................................................................................................... 37 7 Detalhamento das Emendas das Estacas ................................................................................... 43 8 Ligação dos Perfis ao Bloco de Coroamento ............................................................................... 51 1° Caso - Estacas Comprimidas ................................................................................................... 53 2° Caso - Estacas Tracionadas .................................................................................................... 55 9 Uso de Martelos Vibratórios na Cravação das Estacas ................................................................ 57 9.1 - Considerações básicas ....................................................................................................... 59 9.2 - Primeira fundação com estacas metálicas GERDAU executada no País .......................... 61 10 Controles da Capacidade de Carga .............................................................................................. 63 10.1 - Durante o Processo de Cravação ....................................................................................... 65 10.2 - Provas de Carga Estática .................................................................................................... 68 10.3 - Provas de Carga Instrumentadas ........................................................................................ 69 11 Casos de Obras ............................................................................................................................. 73 12 Anexos ........................................................................................................................................... 85 Anexo I – Tabela de carga estrutural dos Perfis Estruturais Gerdau ............................................. 87 Anexo II – Tabela de Perfis – propriedades geométricas considerando a corrosão ...................... 91

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

NOMENCLATURA

Designação bf c d e fu fy h rx ry rl rp s tf tw A Ap As A's C2 C3 E G Ix Iy L fl K P PL PP PR Wx Wy

f p h

ky Q

Descrição Largura da aba do perfil Velocidade de propagação da onda em estacas Altura da seção transversal do perfil Distância entre eixos de estacas Limite de resistência do aço Limite de escoamento do aço Altura de bloco, altura da alma Raio de giração no eixo X-X Raio de giração no eixo Y-Y Adesão média solo-estaca, na ruptura Resistência unitária (à ruptura) do solo sob a ponta da estaca Nega da estaca Espessura da aba (mesa) do perfil Espessura da alma do perfil Área do retângulo envolvente à seção transversal da estaca Porcentagem da area A a adotar na capacidade de carga da estaca Área da seção transversal do perfil Área útil da seção transversal do perfil (deduzida a corrosão) Deformação elástica do fuste da estaca Deslocamento elástico do solo sob a ponta da estaca Módulo de elasticidade do material da estaca Módulo de elasticidade transversal do material da estaca Momento de inércia no eixo X-X da seção transversal da estaca Momento de inércia no eixo Y-Y da seção transversal da estaca Comprimento de flambagem Repique Carga estrutural admissível das estacas Carga de ruptura por atrito lateral ao longo do fuste da estaca Carga de ruptura do solo sob a ponta da estaca Carga de ruptura do solo que dá suporte a uma estaca Módulo resistente no eixo X-X da seção transversal da estaca Módulo resistente no eixo Y-Y da seção transversal da estaca Coeficiente de dilatação térmica linear Peso específico Coeficiente de ponderação das resistências Coeficiente de ponderação das ações Constante do coeficiente de reação horizontal Índice de esbeltez Coeficiente de Poisson do material da estaca Coeficiente de flambagem Fator de redução associado à resistência à compressão Fator de redução total associado à flambagem local

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Unidade L LT2 L L F.L-2 -2 F.L L L L F.L2 2 F.L L L L 2 L L2 L2 2 L L L -2 F.L F.L-2 L4 L4 L4 L F F F F 3 L L3 /oC -3 F.L -3 F.L -

Designação m

d´ o f f

Descrição Coeficiente de ponderação médio das ações Altura plana da alma Índice de esbeltez reduzido Índice de esbeltez limite da mesa Índice de esbeltez limite da alma

L = comprimento (mm, cm, m)

Unidade L -

F = força (N, kN, kgf, tf)

Características do aço ASTM A572 Grau 50

Limite de escoamento (fy)

345 MPa = 3,5 tf/cm2

Limite de resistência (fu)

450 MPa = 4,5 tf/cm2

Módulo de elasticidade (E) Coeficiente de Poisson ( a)

200.000 MPa = 2.039 tf/cm2

Módulo de elasticidade transversal (G)

77.000 MPa = 785 tf/cm

Coeficiente de dilatação térmica linear ( )

1,2x10 / C

Peso específico ( )

77 kN/m3 = 7,85 tf/m3

0,3 2

-5 o

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INTRODUÇÃO

Até 2002 as estacas metálicas eram utilizadas principalmente nas estruturas de contenção (perfis metálicos associados a pranchas de madeira ou pré-fabricadas de concreto) e nos pilares de divisa, com o objetivo de se eliminar as vigas de equilíbrio. Mas nos casos em que se queria reduzir as vibrações decorrentes da cravação de estacas de deslocamento (estacas pré-moldadas de concreto, estacas do tipo Franki, estacas tubulares, etc.), as estacas metálicas sempre foram consideradas como solução de alta eficiência. O mesmo se pode dizer quando é necessário atravessar lentes de pedregulhos ou concreções (laterita, limonita, etc). As características das estacas metálicas são apresentadas no Capítulo 2. Com a introdução dos Perfis Estruturais Gerdau, em 2002, este cenário passou a ser gradualmente transformado, e, hoje, decorridos quinze anos, as estacas metálicas para fundações profundas já são uma realidade, competindo técnica e economicamente com os demais tipos de fundações. Os Perfis Estruturais Gerdau são produzidos em aço laminado de alta resistência (ASTM A572 Grau 50), o que proporciona elevada capacidade de carga ao elemento estrutural, cujo dimensionamento é discutido no Capítulo 4. Aspectos sobre a durabilidade da estaca em contato com o solo e sua influência no dimensionamento estrutural são apresentados no Capítulo 3. A interação da estaca com o solo e sua capacidade de carga geotécnica são revisados no Capítulo 5. Além de possuir seções geométricas com as faces das mesas paralelas, que facilitam as ligações, a ampla variedade de bitolas oferecidas pela Gerdau para perfis de uma mesma família (aquelas cujas bitolas são de mesma altura nominal, com variações na espessura de alma e mesas), permitiu a criação das estacas metálicas de seção transversal decrescente com a profundidade. Ou seja, com base nas características geométricas dos Perfis Estruturais Gerdau, é possível criar estacas metálicas compostas com perfis de um mesmo grupo, com seção transversal variável em função da profundidade. O conceito é relativamente simples e estabelece que a seção transversal pode ser reduzida com a profundidade em função da carga resultante na estaca, que vai diminuindo em razão da transferência de carga para o solo, por atrito lateral. Esta solução, que oferece uma significativa redução no peso médio das estacas, se apresenta como alternativa técnico-econômica às fundações profundas, onde, tradicionalmente, se utilizam estacas escavadas (estacões e barretes), estacas raiz, estacas pré-moldadas de concreto com emenda soldada e trilhos (novos e usados). O conceito das fundações em estacas metálicas de seção transversal decrescente com a profundidade é especialmente abordado no Capítulo 6. Diversos conceitos, orientações, recomendações e práticas de mercado relativos ao detalhamento das emendas das estacas, ligações ao bloco de coroamento e controle da capacidade de carga são abordados nos capítulos 7, 8 e 10. Destacamos as provas de carga instrumentadas, que confirmam o comportamento da interação estaca-solo nos casos de estacas de seção variável com a profundidade. Finalmente, como destaque desta nova edição, apresentamos um resumo do processo de cravação novo no mercado, por meio de martelos vibratórios hidráulicos e elétricos (Capítulo 9). Os casos de obras são descritos no Capítulo 11, que já apresenta referências de situações em que houveram provas de carga estáticas em estacas cravadas com uso de martelos vibratórios.

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APLICAÇÕES E CARACTERÍSTICAS DAS ESTACAS METÁLICAS

2.1 - Aplicações Como elementos de fundação, as estacas metálicas têm aplicação destacada nas construções industriais, em edifícios de andares múltiplos, pontes e viadutos, portos e torres de transmissão. Nas estruturas de contenção elas têm papel preponderante em função da facilidade de cravação, de sua alta resistência e da versatilidade de integração com elementos construtivos complementares. 2.2 - Vantagens São inúmeras as razões para sua utilização, quando comparadas com outros tipos, entre as quais ressaltamos: • Baixo nível de vibração durante sua cravação, quer seja com martelos de queda livre de impacto ou os modernos martelos vibratórios; • Possibilidade de cravação em solos de difícil transposição, como, por exemplo, argilas rijas a duras, pedregulhos e concreções (laterita, limonita, etc.) sem o inconveniente do “levantamento” de estacas vizinhas já cravadas (como ocorre, por exemplo, no caso das estacas pré-moldadas de concreto e Franki) e sem perdas de estacas “quebradas”, que oneram não só o estaqueamento como os blocos que deverão ser redimensionados (aspectos de custo e prazo); • Resistência a esforços elevados de tração (da ordem de grandeza da carga de compressão, exceto quando as estacas se apóiam em rocha) e de flexão (o porque de seu emprego muito ligado às estruturas de contenção); • Possibilidade de tratamento à base de betume especial (pintura), com a finalidade de reduzir o efeito do “atrito negativo”; • Facilidade de corte e emenda, de modo a reduzir perdas decorrentes da variação da cota de apoio do estrato resistente, principalmente em solos residuais jovens. 2.3 - Estacas Mistas Quando usadas como complemento de outro tipo de estaca (por exemplo, pré-moldada de concreto com anel metálico), as denominadas estacas mistas podem resolver alguns problemas de fundação profunda, conforme se mostra nas fotografias 1 e 2. No primeiro caso (fotografia 1), o segmento metálico tem por finalidade permitir a cravação de um comprimento significativo da estaca em solos compactos arenosos ou argilas rijas a duras, sem os inconvenientes de “levantamento” acima mencionado, ou atravessar pedregulhos e concreções. Sua aplicação mais significativa ocorre em obras marítimas (cais) onde é comum a existência destas camadas resistentes, mas a estaca é projetada com um comprimento préfixado (por exemplo, decorrente de futura dragagem) para resistir a esforços elevados de tração. A cravação de estacas de concreto, neste caso, pode se tornar inviável em decorrência de quebra, para atingir a profundidade definida pelo projetista. Assim, a estaca mista, terá um trecho em concreto armado, na região em água, e um trecho metálico na região de solo, com comprimento tal que permita atravessar estas dificuldades de resistência do solo, atingindo o comprimento definido em projeto, e mantendo a integridade estrutural para resistir às cargas de compressão e tração a ela impostas. As provas de carga números I.19 e I.41 são um caso de obra em que se usou este tipo de estaca. Uma vista geral de uma destas obras é mostrada na fotografia 3.

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No segundo caso (fotografia 2), o segmento metálico tem por finalidade permitir que a estaca mista possa ser cravada, até atingir um estrato rochoso, sem que haja risco de quebra da ponta da estaca de concreto, visto que, na quase totalidade dos casos em que ocorre rocha, esta se encontra inclinada, impondo, à ponta da estaca, tensões não uniformes, durante a cravação. Estas tensões dinâmicas de cravação não podem ser resistidas pelo concreto, mas sim pela ponta metálica, pois o aço é um material mais dúctil e, por deformações diferenciais, redistribui estas tensões de contato e as transmite de modo mais uniforme para a seção de concreto.

Fotografia 1 - Estaca mista (concreto-perfil metálico) para atravessar solos resistentes sem risco de levantamento de estacas já cravadas. Também se utilizam em obras marítimas conforme se mostra nas provas de carga números I.19 e I.41.

Fotografia 2 - Estaca mista (concreto-perfil metálico) para apoio em rocha

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Fotografia 3 - Vista geral da obra onde se realizou a prova de carga n° I.41 (estaca mista)

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CORROSÃO

Estacas de aço têm sido utilizadas em todo o mundo há mais de 120 anos e sua durabilidade tem excedido todas as estimativas teóricas, especialmente em solos agressivos ou contaminados por produtos químicos. Não há caso relatado na literatura internacional de falha estrutural causada pela corrosão de estacas de aço imersas em solo. A farta literatura disponível tem indicado que os solos naturais são tão deficientes em oxigênio que o aço não é apreciavelmente afetado pela corrosão, independentemente do tipo de solo ou de suas propriedades. O processo de corrosão de uma estaca cravada em solos cujo pH esteja situado entre 4 e 10, isto é, quase que a totalidade dos solos naturais encontrados, é fundamentalmente dependente da presença simultânea de água e oxigênio. Na ausência de uma destas substâncias, a corrosão não acontecerá. O primeiro metro de solo apresenta certa oxigenação; abaixo disso, a concentração desta substância decresce rapidamente com a profundidade, e sua reposição é extremamente dificultada. A difusão de gases em meios porosos contendo água é um processo muito lento. Uma estaca recentemente cravada no solo consome todo este oxigênio disponível nas redondezas durante processo de corrosão, exaurindo-o. Para que o processo tenha continuidade, mais oxigênio deve chegar ao sítio de reação, o que não pode acontecer com facilidade. Este é motivo pelo qual os resultados experimentais disponíveis têm revelado a grande resistência do aço frente à corrosão, independentemente do tipo de solo ou de suas propriedades. Outras propriedades dos solos, tais como drenagem, resistividade elétrica ou composição química não são de grande valia na determinação de sua corrosividade. Um artigo técnico intitulado “Medidas de Potencial de Corrosão de Estacas de Aço Cravadas em Santos” foi publicado no 7° Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia – SEFE7. No capítulo 4, item 4.2, apresenta-se o dimensionamento estrutural das estacas levando-se em conta a corrosão segundo a NBR 6122:2010.

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A fotografia 4 mostra uma estaca metálica que serviu como fundação por mais de 20 anos, da ponte da Rua Wandenkolk, sobre o rio Tamanduateí, em São Paulo. Essa estaca foi removida, juntamente com todas as demais, quando da retificação, alargamento e aprofundamento da calha deste rio. A seção de separação entre o trecho enterrado da estaca e o imerso no concreto do encontro da ponte (bloco de coroamento) está indicada, nessa fotografia, pela seta. Também no livro de Fundações dos Profs. Dirceu Velloso e Francisco Lopes (COPPE-UFRJ vol. 2) há o relato de que a análise de estacas metálicas utilizadas como fundação de edifícios no Rio de Janeiro, junto à Lagoa Rodrigo de Freitas, e retiradas após 10 a 20 anos de uso, não mostravam sinais de corrosão.

Fotografia 4 - Estaca metálica da ponte Wandenkolk, removida após mais de 20 anos de uso

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DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL

4.1 - Flambagem Em estacas axialmente comprimidas que permanecem totalmente enterradas, normalmente não ocorre flambagem. Esta só deve ser verificada quando as estacas tiverem sua cota de arrasamento acima do nível do terreno, levada em conta a eventual erosão (no caso de estacas onde ocorre fluxo de água), ou atravessarem solos muito moles. As estacas metálicas com Perfis Estruturais Gerdau não sofrem efeito de flambagem, mesmo quando atravessam solos moles. Para demonstrarmos, tomaremos da série de perfis, o que apresenta o menor raio de giração e que, consequentemente, terá o maior índice de esbeltez ( = kyLs /ry). Para esse cálculo adotaremos a hipótese de que o topo da estaca esteja solidário ao bloco (estaca rotulada no bloco e engastada a uma profundidade Ls, calculada pelo método de Davisson e Robinson [4]. Esta hipótese é válida, pois as estacas trabalham, geralmente, em grupos solidarizados por um bloco de coroamento rígido, onde não é necessário levar em conta as excentricidades (de segunda ordem) na aplicação da carga. Mesmo quando a estaca é isolada, a NBR 6122:2010 [2] exige que o bloco seja travado (em duas direções ortogonais) caso a estaca apresente diâmetro (do círculo circunscrito) inferior a 30 cm. No caso de bloco com duas estacas, também se recomenda que o bloco seja travado por uma viga transversal ao plano que contém as estacas. O Perfil Estrutural Gerdau que tem o menor raio de giração é o: W 310 x 21,0 A g = 27,2 cm² ry = 1,90 cm Iy = 98 cm4 Para este Perfil, a carga admissível à compressão é calculada a seguir: Ls = 1,8.5 E.I h

(Davisson e Robinson)

Para argila muito mole

K=0,7

= 0,055 kgf/cm³

Ls = 148 cm 

k.Ls

0,7 x 148

1,90

55 (esbeltez máxima)

Segundo a NBR 8800:2008 [1], a carga estrutural admissível do perfil à compressão será: P= Esbeltez local:

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( .Q.As.fy) f. m

Abas

bf 2.tf

8,86

Alma

d´ tw

53,25

0,56 .

1,49 .

E fy E fy

13,48

35,87 Q = 0,865 27

Índice de esbeltez reduzido

Q.fy 55 . = E

0,865 x 3,5 = 0,67 2039

= 0,83

Considerando ainda: Coeficiente de ponderação da resistência f = 1,1 Coeficiente de ponderação médio das ações m = 1,5 (A) Portanto a carga estrutural admissível do perfil do perfil de maior esbeltez da série, o W310 x 21,0, trabalhando como estaca enterrada em solo de baixa resistência com ( = 55 = 0,8), e sem redução de seção, será: P=

(0,83 x 0,865 x 27,2 x 3,5) 1.1 x 1,5

= 41.tf

(B) A carga estrutural admissível à compressão do perfil W 310x21,0 calculada com a redução de seção de 1,0 mm em todo o perímetro, devido à corrosão preconizada pela NBR 6122:2010 [2] (para solos naturais) e sem flambagem ( = 15 = 0,98), será: P=

(0,98 x 0,865 x 17,4 x 3,5) 1.1 x 1,5

= 31.tf

Considerando que o valor calculado em (A), obtido com o perfil mais esbelto da série em solo de baixa resistência é cerca de 70% maior do que o valor calculado em (B), obtido com a redução de seção e sem considerar a flambagem, adotaremos para a tabela da carga estrutural admissível a expressão utilizada em (B) que deverá atender para perfis utilizados com estacas em solos normais. 4.2 - Capacidade de Carga Estrutural Segundo a NBR 6122:2010 [2], as estacas metálicas devem ser dimensionadas de acordo com a NBR 8800:2008 [1], considerando-se uma seção reduzida da estaca (descontando uma espessura de sacrifício em todo o perímetro em contato com o solo). As estacas metálicas que estiverem total e permanentemente enterradas, independentemente da situação do lençol d´água, dispensam tratamento especial, desde que seja descontada a espessura indicada na Tabela 1. Tabela 1: Espessura de compensação de corrosão Classe

Espessura a reduzir (mm)

Solos em estado natural e aterros controlados

1,0

Argila orgânica; solos porosos não saturados

1,5

Aterros não controlados

2,0

Turfa

3,0

Solos contaminados (*)

3,2

(*) Casos de solos agressivos devem ser estudados especificamente

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Com base no acima exposto a carga admissível estrutural dos Perfis Estruturais Gerdau utilizados como estacas será determinada por: P=

( .Q.As.fy) f. m

(1)

Com as seguintes considerações: 1) Como nas estacas enterradas, normalmente não ocorre flambagem, conforme se mostrou no item anterior, tomaremos o valor de = 1,0. 2) Segundo a NBR 8800:2008 [1], as seções que atendem aos limites de esbeltez local mostrados abaixo para a mesa e para a alma são consideradas estáveis localmente e portanto são totalmente efetivas, sendo o seu dimensionamento comandado pela resistência global do elemento. • Todos os perfis da Série H, atendem aos limites abaixo, ou seja Q =1,0 . • Alguns perfis da Série I, tem alma que não atende aos limites abaixo e podem ter uma pequena redução na capacidade global do elemento, ou seja Q < 1,0.

bf 2.tf

0,56 .

E fy

13,48

d´ tw

1,49 .

E fy

35,87

Para a mesa Para a alma

d´ = altura plana da alma

3) Considerando que em muitos casos não se conhece a origem exata das cargas, adotaremos, para a determinação da carga estrutural admissível, com base na NBR 8681:2003 [3] um coeficiente de ponderação médio para as ações permanentes e variáveis consideradas agrupadas = 1,5. 4) Com base na NBR 8800:2008 [1] adotaremos o seguinte coeficiente de ponderação para as resistências = 1,1. 5) Usaremos para o cálculo a área reduzida (A’s) calculada descontando-se da área bruta (As) a espessura a reduzir em todo o perímetro do perfil, conforme a Tabela 1. Assim, a expressão final para o caso de estacas enterradas com Perfis Estruturais Gerdau, de acordo com as considerações acima será: P

(Q.A´s.fy) 1,1 x 1,5

ou P

(Q.A´s.fy) 1,65

(2)

Ver no Anexo 1 a tabela com a carga admissível estrutural para toda a série de Perfis Estruturais Gerdau, calculada com base na expressão (2) e levando-se em conta as espessuras a reduzir de 1,0 mm, 1,5 mm e 2,0 mm, conforme a Tabela 1. A carga admissível a adotar para a estaca deverá atender também a carga admissível geotécnica, obtida após a análise dos parâmetros geotécnicos onde a estaca será cravada. Esta carga admissível geotécnica será obtida utilizando-se um dos métodos (teóricos ou semi-empíricos) de capacidade de carga consagrado em Mecânica dos Solos e que atenda ao preconizado na NBR 6122:2010 [2]. Neste catálogo técnico propõe-se o método de Alonso [5].

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: [1] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios. Rio de Janeiro: ABNT, 2008. [2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro: ABNT, 2010. [3] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas. Rio de Janeiro: ABNT, 2003. [4] DAVISSON, M. T.;ROBINSON, K. E., “Bending and buckling of partially embedded piles”. Proceedings of 6th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Montreal, 1965. v. 2, p. 243-246. [5] ALONSO, U.R., “Previsão da Capacidade de Carga Geotécnica de Estacas Metálicas com Ponta em Solo Pouco Competente”. Seminário de Engenharia de Fundações e Geotecnia SEFE VI, São Paulo, 2008, v.1, p. 487 a 494.

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CAPACIDADE DE CARGA GEOTÃ&#x2030;CNICA

CAPACIDADE DE CARGA GEOTÉCNICA

A carga admissível estrutural, também denominada carga característica, apresentada no Anexo I, é a máxima carga que a estaca poderá resistir, visto que corresponde à resistência estrutural do aço que a compõe. Entretanto, há necessidade de se adotar uma estaca de um comprimento tal que permita que essa carga possa ser atingida sob o ponto de vista do contato estaca-solo. Esse procedimento constitui o que se denomina “previsão da capacidade de carga”. A figura 1 mostra duas situações de estacas do mesmo tipo, instaladas num mesmo solo. O caso (a) corresponde a estacas com mesmo perímetro U e mesma área de ponta A, porém com comprimentos diferentes, de tal sorte que a estaca com maior comprimento apresentará maior capacidade de carga. Analogamente, o caso (b) apresenta duas estacas com o mesmo comprimento, mas com perímetro U e área de ponta A diferentes. Neste caso a estaca de maior perímetro e área apresentará maior capacidade de carga. Portanto, o projeto de um estaqueamento consiste em otimizar perímetros e áreas de ponta em função das características de resistência do solo e das limitações dos equipamentos de cravação. É evidente que, nessa otimização, e sempre que for possível, devem-se utilizar estacas e equipamentos que permitam instalá-las em um comprimento tal que a carga admissível estrutural possa ser atingida, pois essa é a máxima carga que a estaca pode suportar. Mas, nem sempre isso é possível, e, via de regra, a carga admissível da estaca será inferior àquela mostrada no Anexo I. É por essa razão que não existem cargas admissíveis de estacas metálicas (ou de outro tipo) tabeladas. Figura 1 - Capacidade de carga de estacas do mesmo tipo em um mesmo solo

Caso (a): mesmos U e A diferentes comprimentos

Caso (b): mesmo comprimento diferentes U e A

No Brasil, a estimativa da capacidade de carga geotécnica é feita pelos métodos semi-empíricos, cuja origem se deu em 1975, quando foi apresentado o primeiro método brasileiro, proposto por Aoki e Velloso. A partir daí, outros autores, seguindo a mesma linha de raciocínio, apresentaram outros métodos, existindo hoje uma experiência bastante razoável dos profissionais que militam na área de fundações.

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Todos os métodos semi-empíricos partem do conceito apresentado na figura 2, em que a carga de ruptura geotécnica PR do solo, que dá suporte a uma estaca isolada, é admitida igual à soma de duas parcelas: Figura 2 - Transferência de carga de uma estaca isolada Adesão Capacidade de carga Geoténica Solo-estaca PR = PL+PP (r )

Carga axial no elemento estrutural da estaca (PP = PR-PL)

Solo 1

Solo 2

Solo 3

Carga transferida para o solo por atrito lateral (U .r)

PR = PL + PP PL = U. l.rl

carga na ruptura do solo que dá suporte à estaca, sendo: parcela de carga por atrito lateral ao longo do fuste da estaca

PP = Ap.rp

parcela de carga devido à ponta da estaca

perímetro desenvolvido da seção transversal da estaca trecho de solo onde se admite rl constante

área da ponta da estaca que contribui para a capacidade de carga. (seu valor máximo será de bf.d)

A diferença entre os diversos métodos de capacidade de carga está na avaliação dos valores de rl e rp, já que as demais grandezas envolvidas são geométricas. Propõe-se para a estimativa da carga admissível geotécnica o método apresentado por Alonso em 2008 no SEFE VI (vol 1 pág. 487 a 494). Segundo este autor a área da ponta da estaca, quando a mesma estiver em solo pouco competente, deve ser considerada como se mostra na Figura 3.

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Figura 3 - Área da ponta da estaca metálica que contribui com a capacidade de carga geotécnica, em solo pouco competente. bf

2.bf

h 30º

Ap = 0,3 b2f

D 30º

Ap = bf .h + 0,3 b2f

Ap =

.D2 4

para (D

60cm, proposição)

Para a adesão lateral rl , Alonso propõe: rl = 0,28 NSPT < 20 tf/m² Nota: No caso das argilas da Baixada Santista adotar os valores propostos por Massad (1999 – SOLOS e ROCHAS, vol. 22, nº 1, abril). rl = 3 tf/m² para as argilas SFL rl = 6 tf/m² para as argilas AT Para a resistência unitária de ponta rP , Alonso propõe: rP = K.NSPT sendo: K = 40 tf/m² para as areias K = 30 tf/m² para as areias siltosas e argilosas K = 25 tf/m² para os siltes K = 15 tf/m² para as argilas A NBR 6122:2010 da ABNT exige, em seu item 6.2.1.2.1, fator de segurança FS = 2 quando da realização de provas de carga executadas na fase de elaboração ou adequação do projeto. Como essas provas de carga são geralmente feitas antes que ocorra a corrosão, a área da seção transversal da estaca é a área total (Atotal). Por essa razão quando se usa a área total no lugar da área útil (Aútil), pode-se adotar FS = 2.

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

CONCEITO DE “ESTACAS METÁLICAS DE SEÇÃO TRANSVERSAL DECRESCENTE COM A PROFUNDIDADE”

ESTACAS METÁLICAS DE SEÇÃO TRANSVERSAL DECRESCENTE COM A PROFUNDIDADE

Até 2006, as estacas metálicas só eram projetadas utilizando-se perfis de seção constante. Entretanto, conforme pode ser observado na figura 2, a carga axial que deverá ser resistida por uma estaca metálica decresce com a profundidade, desde o valor máximo (PR), no topo, até o valor mínimo na ponta (PP). Como estes valores de carga são decorrentes dos valores de “ruptura” do solo, a carga (admissível ou característica) a ser resistida pela estaca equivale à metade deste valor, ou seja, P = PR/2 no topo. Assim, pode-se concluir que a seção transversal de uma estaca metálica não necessita ser constante ao longo de todo o seu comprimento, já que a carga que nela irá atuar decresce com a profundidade. Ou seja, a seção de uma estaca poderá variar (decrescer) com a profundidade, desde que atenda à carga axial (com os respectivos coeficientes de ponderação) mostrada na figura 2. Este é um conceito novo, desenvolvido em 2005 por Alonso, e introduzido em nosso mercado no ano de 2006, e denominado “estacas metálicas de seção transversal decrescente com a profundidade”, que tem como vantagem principal a redução do peso das estacas metálicas. Isto é, com a variação decrescente da seção transversal das estacas, podem-se obter idênticas capacidades de carga com uma economia substancial no peso das mesmas. O conceito é muito simples e se baseia na utilização de perfis de um mesmo grupo para compor as estacas de seção transversal decrescente. Entendam-se como perfis de um mesmo grupo aqueles cujas bitolas são de mesma altura nominal, com variações na espessura de alma e abas (variação de massa, porém sem variação significativa no perímetro). Sendo do mesmo grupo, as emendas dos perfis de diferentes dimensões serão executadas com facilidade, idênticas às de estacas com perfis de mesma seção. Os Perfis Estruturais Gerdau, disponíveis em ampla variedade de bitolas para um mesmo grupo, oferecem extraordinária flexibilidade para o uso deste novo conceito de estaca. Usando como exemplo as bitolas do grupo com 310 mm (4 bitolas do tipo HP), o perímetro varia entre a de menor e a de maior peso de 0,5% a 2%, enquanto as reduções de massa vão de 13% a 58%. Dependendo, obviamente, do projeto, da condição da obra e da combinação dos diferentes perfis que comporão as estacas, pode-se economizar, genericamente, para estacas “longas”, entre 15% a 25% no peso total das estacas metálicas de uma obra, utilizando seção transversal decrescente. Recomenda-se analisar a aplicação deste novo conceito em toda e qualquer obra que requeira o uso de fundações profundas, com estacas compostas, no mínimo, por duas seções de perfis. Como para qualquer outra solução, o tipo de solo precisa ser considerado, mas, nos estudos já realizados, a aplicação de estacas metálicas de seção transversal decrescente tem se mostrado altamente eficiente, principalmente para solos naturais de diferentes tipos. No Brasil, inúmeras fundações já foram realizadas utilizando este novo conceito e para comprovar a eficiência desta solução, provas de cargas estáticas têm sido regularmente realizadas. O resumo dos resultados pode ser observado no Capítulo 11. Para se entender esse novo conceito são apresentados os resultados de uma obra na cidade de Santos (SP) cuja capacidade de carga geotécnica foi obtida com base no método de Alonso (2008) que deu origem à tabela 2 da qual resultou a figura 4. Conforme se verifica a carga axial de compressão a ser resistida pela estaca decresce com a profundidade de um valor máximo (PR) no topo até um valor mínimo (PP), na ponta.

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

Tabela 2: Transferência de Carga utilizando o método Alonso (2008) GRUPO 310

Perímetro = 180 cm

Prof. contada da guia (m)

SPT -

Tipo de Solo

PL (tf)

PP (tf)

PR (tf)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 51 53 54 55 56 57 58 59

1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

12 13 11 16 18 26 20 17 6 3 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 7 6 8 5 4 4 6 5 11 10 10 5 6 4 5 4 6 5 4 5 9 10 24 31 23 33 26 33 16 15 15 16 26 23 23 23 22 24 27

120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 123 123 123 600 600 123 123 123 123 123 123 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

6 14 19 28 38 52 63 72 75 77 82 87 93 98 104 109 114 120 125 131 136 139 144 146 152 157 160 163 169 174 180 183 193 204 215 226 237 247 258 269 280 291 303 320 333 350 365 382 391 399 407 416 430 442 455 467 479 492 507

12 13 11 16 18 25 20 17 6 3 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 2 6 8 5 1 1 6 5 11 10 10 5 2 1 1 1 2 1 1 1 3 3 24 30 23 32 25 32 16 15 15 16 25 23 23 23 22 24 26

18 26 30 44 55 77 82 88 81 80 82 88 93 99 104 109 115 120 126 131 138 145 151 151 153 158 166 168 180 184 190 187 195 205 216 227 238 249 259 270 282 293 327 351 355 383 390 415 407 414 422 431 455 465 477 490 501 515 533

Convenção 40

Área = 280 cm²

/ (m)

1 = Areia 2 = Silte 3 = Argila

600 = SFL 700 = AT

PR ~ ~ 400tf

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

Figura 4: Exemplo da composição de estacas de seção decrescente com a profundidade Padm = 200 tf

PR (tf) 0

100

200

300

400

= 160 tf

L = 48 m

L = 12 m

320 2

L = 12 m

Padm =

HP 310 X 93

400 = 200 tf 2

L = 24 m

Padm =

HP 310 X 79

HP 310 X 107

Profundidade (m)

35 Padm =

260 = 130 tf 2

PL =~ 380 tf

~ 20 tf PP =

60 400

300

200

100

Carga axial (na ruptura) da estaca

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

DETALHAMENTO DAS EMENDAS DAS ESTACAS

Orientações para emendas de estacas com Perfis Estruturais Gerdau Em solos que requerem fundações profundas, as estacas metálicas constituem uma solução alternativa aos demais tipos de estacas. As estacas metálicas e as pré-fabricadas em concreto são normalmente compostas por seções que precisam ser emendadas para atingir as profundidades definidas no projeto. O sistema de cravação deve estar sempre bem ajustado a fim de, durante a execução, garantir a integridade das estacas. O uso de acessórios como o capacete, com uma geometria adequada à seção do perfil da estaca e sem folgas, ajuda a não danificá-las. Se o topo do elemento inferior for danificado, este deve ser recomposto através do corte a maçarico para novamente criar um plano que garanta o apoio uniforme com o elemento seguinte e uma emenda de qualidade. As emendas devem ser dimensionadas para resistir a todas as solicitações que possam ocorrer durante o manuseio, a cravação e a utilização da estaca. Embora as emendas possam ser feitas com soldas de topo de penetração total, em função de dificuldades na obra, recomenda-se empregar talas soldadas, seguindo-se a orientação geral contida no manual da Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia - ABEF. As talas podem ser obtidas de chapas de aço com resistência equivalente a dos perfis, mas, por uma questão de praticidade, as emendas são tradicionalmente executadas utilizando-se um segmento do próprio perfil, recortado conforme mostrado na Figura 5, do qual se obtêm as talas de mesas e de alma que irão compor as emendas da estaca na obra. A redução do tempo de execução das emendas é um fator importante para a produtividade do processo de cravação. Nesse sentido, é prática executar-se previamente as soldas na base da seção superior a ser cravada. Dessa forma as talas soldadas no segmento superior servem de guia para o seu posicionamento e alinhamento com o segmento inferior, reduzindo o tempo de paralisação da cravação apenas ao necessário para a soldagem das talas na seção já cravada. O objetivo deste capítulo é estabelecer um padrão para as emendas das estacas com Perfis Estruturais Gerdau, comprimidas, baseado nas recomendações da NBR 6122:2010, nos procedimentos do Manual da ABEF e outros critérios mostrados na tabela 3, para que a resistência da emenda seja igual ou maior que a carga estrutural admissível do perfil, calculada com base na NBR 8800:2008. No caso das estacas tracionadas o cálculo segue o mesmo roteiro desprezando-se a solda de penetração total no perímetro da alma e das mesas. Para estas emendas, o comprimento mínimo das talas deverá ser, no mínimo, 5 cm maior do que aquele apresentado na tabela 4.

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

Tabela 3: Critérios utilizados para o cálculo das emendas das estacas. Limite de escoamento do aço do perfil e das talas (fy)

34,5 kN/cm² (3,5 tf/cm²)

Limite de resistência do eletrodo – E70XX (fw)

48,3 kN/cm² (4,9 tf/cm²)

Solda de penetração total no perímetro livre da alma (sem chanfro)

t w /2)

5,0 mm

Solda de penetração total no perímetro livre das mesas (sem chanfro)

t f /2)

10,0 mm

e 6

Filetes mínimos para as soldas das talas, sendo: e – espessura da alma (t w) ou mesas (t f) s1 – Filete mínimo para as soldas das talas de alma t w (ver tabela 4) s2 – Filete mínimo para as soldas das talas das mesas t f (ver tabela 4)

6 mm e

12,5 e

3,0 mm

8 mm

5,0 mm

12,5 mm

6,0 mm

19 mm

8,0 mm

10,0 mm

19 mm

Redução da espessura para as faces em contato com o solo (NBR 6122)

1,0 mm

Deslocamento das talas das abas para permitir as soldas laterais

15,0 mm L (mm) - ver tabela 4

Comprimento mínimo para corte do perfil (base para as talas)

Caso haja interesse, as considerações e verificações de cálculo poderão ser solicitadas à Equipe Técnica Gerdau.

Nota: Os parâmetros adotados levaram em consideração as condições normalmente encontradas no campo, e podem ser conservadores. A critério do projetista estas talas podem ser reduzidas em função de ensaios e outras variáveis de campo. Tentou-se neste trabalho, tão somente, obter uma padronização dos comprimentos das talas. As figuras 5, 6 e 7 ilustram os detalhes geométricos descritos anteriormente. cortes

Figura 5 - Segmento do perfil que será recortado nas posições indicadas para obtenção das talas da emenda. 46

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

0,015

s1 T2

0,015

EMENDA COM CHAPAS

EMENDA COM SEGMENTOS DO PERFIL

Figura 6 – Detalhe da emenda com o posicionamento das talas e soldas Tabela 4: Emenda de Estacas Comprimidas PERFIS H

Tabela 4 - EMENDAS ESTACAS

BITOLA

Espessura

CARGA ADMISSÍVEL DO PERFIL

CARGA ADMISSÍVEL DA EMENDA

(Q.A's.Fy)/1,65

Topo + Talas (alma + mesas)

DESIGNAÇÃO mm x kg/m

152 157 162 201 205 203 206 204 210 216 222 246 253 256 254 260 264 269 299 303 308 311 308 314 312 353 357 360 363

152 153 154 165 166 203 204 207 205 206 209 256 254 255 260 256 257 259 306 308 305 306 310 307 312 254 255 256 257

5,8 6,6 8,1 6,2 7,2 7,2 7,9 11,3 9,1 10,2 13,0 10,5 8,6 9,4 14,4 10,7 11,9 13,5 11,0 13,1 9,9 10,9 15,4 11,9 17,4 9,5 10,5 11,4 13,0

6,6 9,3 11,6 10,2 11,8 11,0 12,6 11,3 14,2 17,4 20,6 10,7 14,2 15,6 14,4 17,3 19,6 22,1 11,0 13,1 15,4 17,0 15,5 18,7 17,4 16,4 18,3 19,9 21,7

421 617 811 740 901 976 1150 1175 1338 1649 2060 1356 1628 1819 1956 2068 2376 2735 1699 2118 2210 2477 2571 2758 2946 2074 2355 2586 2891

43 63 83 75 92 100 117 120 136 168 210 138 166 186 199 211 242 279 173 216 225 253 262 281 300 211 240 264 295

706 877 994 1000 1081 1205 1439 1401 1559 1751 2074 1761 2029 2147 2323 2295 2670 2762 2091 2555 2512 2655 2754 2756 2862 2400 2517 2820 3002

COMPRIMENTO DAS TALAS

FILETES MÍNIMOS

Alma

Mesas

72 89 101 102 110 123 147 143 159 179 211 180 207 219 237 234 272 282 213 261 256 271 281 281 292 245 257 288 306

200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300

3 5 6 5 5 5 5 6 6 6 8 6 6 6 8 6 6 8 6 8 6 6 8 6 8 6 6 6 8

5 6 6 6 6 6 8 6 8 8 10 6 8 8 8 8 10 10 6 8 8 8 8 8 8 8 8 10 10

Nota: Quando a cravação das estacas for realizada com martelo vibratório ou quando as estacas trabalharem à tração deve-se aumentar o comprimento das talas, mostrado na tabela 4, em 10 cm. ESTACAS METÁLICAS GERDAU

PERFIS I

Tabela 4 - EMENDAS ESTACAS

BITOLA

Espessura

CARGA ADMISSÍVEL DO PERFIL

CARGA ADMISSÍVEL DA EMENDA

(Q.A's.fy) /1,65

Topo + Talas (alma + mesas)

DESIGNAÇÃO mm x kg/m

W 150 x 13,0 W 150 x 18,0 W 150 x 24,0 W 200 x 15,0 W 200 x 19,3 W 200 x 22,5 W 200 x 26,6 W 200 x 31,3 W 250 x 17,9 W 250 x 22,3 W 250 x 25,3 W 250 x 28,4 W 250 x 32,7 W 250 x 38,5 W 250 x 44,8 W 310 x 21,0 W 310 x 23,8 W 310 x 28,3 W 310 x 32,7 W 310 x 38,7 W 310 x 44,5 W 310 x 52,0 W 360 x 32,9 W 360 x 39,0 W 360 x 44,6 W 360 x 51,0 W 360 x 58,0 W 360 x 64,0 W 360 x 72,0 W 360 x 79,0 W 410 x 38,8 W 410 x 46,1 W 410 x 53,0 W 410 x 60,0 W 410 x 67,0 W 410 x 75,0 W 410 x 85,0 W 460 x 52,0 W 460 x 60,0 W 460 x 68,0 W 460 x 74,0 W 460 x 82,0 W 460 x 89,0 W 460 x 97,0 W 460 x 106,0 W 530 x 66,0 W 530 x 72,0 W 530 x 74,0 W 530 x 82,0 W 530 x 85,0 W 530 x 92,0 W 530 x 101,0 W 530 x 109,0 W 610 x 101,0 W 610 x 113,0 W 610 x 125,0 W 610 x 140,0 W 610 x 155,0 W 610 x 174,0

148 153 160 200 203 206 207 210 251 254 257 260 258 262 266 303 305 309 313 310 313 317 349 353 352 355 358 347 350 354 399 403 403 407 410 413 417 450 455 459 457 460 463 466 469 525 524 529 528 535 533 537 539 603 608 612 617 611 616

100 102 102 100 102 102 133 134 101 102 102 102 146 147 148 101 101 102 102 165 166 167 127 128 171 171 172 203 204 205 140 140 177 178 179 180 181 152 153 154 190 191 192 193 194 165 207 166 209 166 209 210 211 228 228 229 230 324 325

4,3 5,8 6,6 4,3 5,8 6,2 5,8 6,4 4,8 5,8 6,1 6,4 6,1 6,6 7,6 5,1 5,6 6,0 6,6 5,8 6,6 7,6 5,8 6,5 6,9 7,2 7,9 7,7 8,6 9,4 6,4 7,0 7,5 7,7 8,8 9,7 10,9 7,6 8,0 9,1 9,0 9,9 10,5 11,4 12,6 8,9 9,0 9,7 9,5 10,3 10,2 10,9 11,6 10,5 11,2 11,9 13,1 12,7 14,0

4,9 7,1 10,3 5,2 6,5 8,0 8,4 10,2 5,3 6,9 8,4 10,0 9,1 11,2 13,0 5,7 6,7 8,9 10,8 9,7 11,2 13,2 8,5 10,7 9,8 11,6 13,1 13,5 15,1 16,8 8,8 11,2 10,9 12,8 14,4 16,0 18,2 10,8 13,3 15,4 14,5 16,0 17,7 19,0 20,6 11,4 10,9 13,6 13,3 16,5 15,6 17,4 18,8 14,9 17,3 19,6 22,2 19,0 21,6

207 346 512 237 361 440 524 650 276 410 494 578 654 811 976 315 391 514 643 733 905 1136 564 740 870 1025 1204 1388 1602 1806 671 864 1035 1198 1443 1674 1954 953 1156 1423 1542 1780 2000 2232 2475 1205 1340 1463 1618 1743 1911 2208 2442 2047 2380 2717 3177 3471 4061

21 35 52 24 37 45 53 66 28 42 50 59 67 83 99 32 40 52 66 75 92 116 57 75 89 104 123 142 163 184 68 88 106 122 147 171 199 97 118 145 157 181 204 228 252 123 137 149 165 178 195 225 249 209 243 277 324 354 414

375 565 717 449 612 720 848 922 552 716 824 938 1097 1215 1507 667 767 932 1093 1257 1378 1705 1033 1282 1444 1523 1822 1886 2024 2158 1301 1480 1657 1913 2101 2185 2264 1632 1976 2094 2235 2324 2386 2625 2862 1961 2098 2245 2416 2339 2524 2551 2601 2667 2758 3057 3304 3831 3890

COMPRIMENTO DAS TALAS

FILETES MÍNIMOS Alma

Mesas

38 58 73 46 62 73 87 94 56 73 84 96 112 124 154 68 78 95 111 128 140 174 105 131 147 155 186 192 206 220 133 151 169 195 214 223 231 166 201 214 228 237 243 268 292 200 214 229 246 238 257 260 265 272 281 312 337 391 397

200 200 200 200 200 200 200 200 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300

3 3 5 3 3 5 3 5 3 3 5 5 5 5 5 3 3 5 5 3 5 5 3 5 5 5 5 5 6 6 5 5 5 5 6 6 6 5 6 6 6 6 6 6 8 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 8 8 8

3 5 6 3 5 6 6 6 3 5 6 6 6 6 8 3 5 6 6 6 6 8 6 6 6 6 8 8 8 8 6 6 6 8 8 8 8 6 8 8 8 8 8 10 10 6 6 8 8 8 8 8 8 8 8 10 10 10 10

Para informações sobre solução alternativa de emendas de estacas em chapas ASTM A572 Gr 50, consultar a equipe técnica da Gerdau. 48

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Figura 7 – Detalhe típico da emenda com talas e soldas

As considerações e verificações de cálculo poderão ser solicitadas à Equipe Técnica Gerdau.

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LIGAÇÃO DOS PERFIS AO BLOCO DE COROAMENTO

A ligação da estaca metálica ao bloco de coroamento deve ser feita de modo que as cargas resistidas pelo bloco sejam transmitidas adequadamente e com garantia de continuidade às estacas. 1° Caso - Estacas Comprimidas O detalhe, muito difundido entre os calculistas de concreto armado, mostrado na figura 8, que consiste em soldar uma chapa no topo da estaca não deve ser adotado, pois, o mesmo, tem como principal inconveniente o fato do corte do perfil metálico, na cota de arrasamento (após a cravação) onde será soldada a chapa, ser feito com maçarico e em posição muito desfavorável para o operador, trabalhando dentro da cava para a confecção do bloco e, na maioria das vezes próximo do nível da água. Nestas condições adversas de corte, resultará uma superfície sem garantia de perpendicularidade ao eixo da estaca, além de se apresentar irregular e, via-deregra, não plana. Por esta razão o contato da chapa com a área plena do perfil metálico fica prejudicado. Para agravar a situação, normalmente a chapa é maior que a projeção da seção transversal do perfil, exigindo que a solda desta ao perfil seja realizada por baixo da mesma, e, portanto, sem qualquer controle da qualidade dessa solda.

Figura 8 - Solução desaconselhada para a ligação da estaca metálica ao bloco de coroamento

Até a revisão da NBR 6122:2010 a ligação da estaca metálica com o bloco podia ser feita embutindo-se a estaca 20 a 30 cm no bloco, conforme Figura 9, complementada por uma fretagem através de espiral posicionada por cima da armadura de flexão do bloco. Esta proposição estava consolidada pela experiência adquirida com a utilização de perfis empregados até aquela época que eram fabricados pela Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) ou também para os trilhos (geralmente usados após desgaste nas ferrovias) e no fato de que a armadura do bloco era distribuída uniformemente ao longo de sua dimensão em planta.

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Figura 9 - Solução de ligação estaca-bloco antes da NBR 6112:2010

Com o advento dos perfis metálicos confeccionados com aço de alta resistência (portanto maiores cargas por estaca) e em função da nova redação da NBR 6118:2010 que impõe que mais de 85% da ferragem calculada pelas bielas se situe na região das estacas, este tipo de ligação do perfil com o bloco é praticamente impossível. Por esta razão, hoje em dia utiliza-se o detalhe apresentado na Figura 10 (e uma vista na fotografia 5) em que se envolve a estaca, abaixo da cota de arrasamento (“pescoço”) com concreto armado e fretado para garantir a transferência da carga, por aderência, do bloco á estaca. Para melhorar essa transferência de carga do bloco para a estaca metálica a armadura, nessa região do “pescoço”, deve ser soldada na estaca. Figura 10: Proposição da ligação da estaca metálica ao bloco (perfis do grupo 310) DETALHE ELEVAÇÃO

PERFIL W310 PLANTA

60 30 15

BLOCO DE COROAMENTO

30 15

N1 20

120

9 N2 C/7

12 N3

N3. 12Ø1,25 C=120

135

N1. 2x2Ø20mm C=285

125

3.6 4.3

10 20

N2. 9Ø10 C/7

C=238 ESTACA METÁLICA

BLOCO ENVOLVENDO A ESTACA METÁLICA

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Fotografia 5: Vista da ligação estaca metálica – bloco conforme detalhe da Figura 10

“Pescoço”

O detalhe apresentado na Figura 10 e na fotografia 5 pode ser utilizado como referência para outros grupos de perfis. Normalmente concreta-se inicialmente o “pescoço” antes do bloco de coroamento, retira-se a forma do pescoço, aterra-se com compactação o solo à sua volta e finalmente executa-se o bloco de coroamento. 2º Caso - Estacas Tracionadas No caso de estacas trabalharem à tração, a ligação com o bloco é feita através de armadura convenientemente calculada, soldada ao perfil, analogamente ao mostrado na figura 10 e que deverá penetrar no bloco o comprimento necessário para transmitir-lhe a carga de tração, por aderência. Um detalhe típico dessa ligação é apresentada na fotografia 6.

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Fotografia 6: Detalhe de armadura para transferir carga de tração da estaca para o bloco

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USO DE MARTELOS VIBRATÓRIOS NA CRAVAÇÃO DAS ESTACAS

9.1 - Considerações básicas Os martelos vibratórios foram inicialmente desenvolvidos na Alemanha e na antiga União Soviética (atual Rússia) por volta de 1930/31. Basicamente seu funcionamento consiste em girar massas excêntricas, em sentido contrário, conforme se mostra, esquematicamente, na Figura 11. Figura 11: Princípio de funcionamento de um martelo vibratório

A B C D E F

A redutor de vibração D caixa de engrenagem

B elastômeros E braçadeira

C massas excêntricas F prendedor hidráulico

A central de energia para acionar as massas excêntricas pode ser hidráulica (martelos vibratórios hidráulicos) ou elétrica (martelos vibratórios elétricos), conforme mostrado, respectivamente, nas Fotografias 7 e 8. Os martelos vibratórios são geralmente classificados de acordo com a frequência que impõe às massas excêntricas em: Baixa frequência: são aqueles com frequência inferior a 20 Hz (1.200 rpm) Frequência normal: apresentam frequência entre 20 Hz (1.200 rpm) e 33 Hz (2.000 rpm) Alta frequência: apresentam frequência superior a 35 Hz (2.000 rpm).

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Fotografia 7: Martelo vibratório hidráulico

Fotografia 8: Martelo vibratório elétrico

As massas excêntricas devem girar com sincronismo criando forças centrifugas ascendentes e descendentes (+Fv e – Fv) cujo mecanismo é exposto na Figura 12. O sincronismo se faz necessário para que se anulem as componentes horizontais das forças (Fh ) conforme se mostra na Figura 12 (ii) a fim de evitar propagação de vibrações horizontais no terreno. Figura 12: Forças centrífugas (Fv e Fh ) geradas pelas massas excêntricas (m) girando com velocidade angular w. Fv Fc

+Fv

-Fh

Fc -Fh

(i)

(ii)

Os martelos vibratórios podem ser usados tanto para cravar estacas quanto para removê-las e causam menos impacto ambiental do que os martelos hidráulicos de impacto. Sua alta frequência e o sincronismo no giro das massas excêntricas só criam vibração vertical sendo a horizontal pouco perceptível. Além disso, o tempo gasto na cravação é bem menor do que aquele gasto com martelos hidráulicos de impacto. 60

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A alta velocidade de vibração cria a “liquefação” do solo e a estaca penetra quase sem nenhum esforço. Motivo pelo qual os martelos vibratórios são de menor peso quando comparados aos outros tipos de martelo. 9.2 - Primeira fundação com estacas metálicas GERDAU, cravadas com martelo vibratório, executada no País. A primeira fundação com estacas GERDAU cravadas com martelos vibratórios ocorreu em fins de 2011 no Laminador 4 da Gerdau Cosigua, em Santa Cruz, no Rio de Janeiro. Nessa obra foram cravadas 192.287 m de estacas com comprimento cravado variando entre 33 e 40 m. O perfil geotécnico (típico) representativo do local dessa obra é apresentado na Figura 13.

ATERRO DE ESCÓRIA METALÚRGICA

1,60 ARGILA POUCO ARENOSA, MUITO MOLE, CINZA

13,60

NA= 02/02/11

08:40h

AREIA FINA E MÉDIA POUCO ARGILOSA, FOFA À MEDIANAMENTE COMPACTA, CINZA

24,80

5 5 6 15 15 15

1 1 1 15 15 15

3 3 3 15 15 15

1 1 1 20 15 15

1 1 1 15 15 15

P 1 18 35

1 35

3 3 3 15 15 15

1 46

3 4 4 15 15 15

P 45

3 5 6 15 15 15

P 48

4 5 5 15 15 15

P 1 30 28

1 28

3 3 3 15 15 15

1 53

3 6 6 15 15 15

1 46

4 4 7 15 15 15

P 1 40 21

1 21

4 6 7 15 15 15

P 1 15 37

1 37

5 6 8 15 15 15

1 45

6 6 8 15 15 15

1 1 35 25

1 25

5 7 8 15 15 15

6 6 9 15 15 15

2 2 2 12 15 15

6 6 8 15 15 15

2 2 3 15 15 15

6 8 9 15 15 15

2 3 5 15 15 15

9 10 10 15 15 15

4 5 6 15 15 15

8 10 13 15 15 15

4 5 5 15 15 15

10 11 12 15 15 15

5 5 6 15 15 15

9 13 15 15 15 15

5 5 3 15 15 15

10 15 17 15 15 15

3 4 5 15 15 15

4 5 7 15 15 15

SILTE ARGILO ARENOSO, POUCO COMPACTO Á MEDIANAMENTE COMPACTO, VERMELHO E CINZA

1,36m

ATERRO ARGILO ARENOSO, MOLE, VERMELHO

1,36m

ENSAIO PENETROMÉTRICO Golpes/cm

08:40h

0,70

DESCRIÇÃO DO MATERIAL

NA= 02/02/11

COTA PROF. E NA (m) PERFIL (m)

SPT

Figura 13: Sondagem típica da obra da Gerdau Cosigua no RJ

36,90 ARGILA POUCO ARENOSA, MICÁCEIA, ÉDIA, Á RIJA, CINZA

SILTE MUITO ARENOSO, MEDIANAMENTE COMPACTO À COMPACTO, CINZA

TÉRMINO 44,50M

Por ser a primeira obra, portanto sem experiência neste tipo de cravação, o final da cravação das estacas (inclusive medindo-se o repique) foi feito usando-se martelo hidráulico de impacto. Na obra foram realizadas nove provas de carga estáticas cujos resultados, junto com as demais realizadas, estão apresentados no capítulo 11 separadas por estacas cravadas com martelo vibratório (estacas com numeração V) e de impacto (estacas com numeração I). ESTACAS METÁLICAS GERDAU

CONTROLES DA CAPACIDADE DE CARGA

10.1 - Durante o Processo de Cravação As estacas metálicas podem ser cravadas com a utilização de martelos de queda livre, martelos hidráulicos, martelos a diesel, martelos pneumáticos e martelos vibratórios. A escolha de um ou outro martelo depende, principalmente, das características do solo, do comprimento da estaca e do nível de ruído e vibração. Da boa escolha do martelo resultará um melhor desempenho do processo de cravação, em particular quanto às vibrações e ao ruído que, hoje em dia, em centros urbanos, acabam sendo condicionantes para a escolha do tipo de estaca e, quando cravada, do tipo de martelo. Qualquer que seja o martelo empregado, o controle da cravação é feito tradicionalmente pela nega, pelo repique e, em algumas obras, pelo ensaio de carregamento dinâmico (NBR13208: 2007). Para garantir que o perfil seja cravado na posição de projeto, deve-se providenciar um gabarito de madeira “enterrado” conforme se mostra na figura 14.

Figura 14 - Gabarito para a cravação da estaca

Nega A nega é uma medida tradicional, embora, hoje em dia, seja mais usada para o controle da uniformidade do estaqueamento quando se procura manter, durante a cravação, negas aproximadamente iguais para as estacas com cargas iguais. A nega corresponde à penetração permanente da estaca, quando sobre a mesma se aplica um golpe do pilão. Em geral, é obtida como um décimo da penetração total para dez golpes. Apesar das críticas às fórmulas das negas (entre elas o fato de que foram desenvolvidas a partir da Teoria de Choque de Corpos Rígidos), o que está muito Ionge de representar uma estaca longa, pois sob a ação do golpe do pilão a ponta da mesma não se desloca ao mesmo tempo que o topo, ela ainda faz parte do “receituário” dos encarregados dos bate-estacas. A nega também pode ser medida decorrido um determinado tempo após a cravação da estaca. É a denominada “nega de recravação ou de recuperação”, e compará-la com a medida ao final da cravação para verificar se o solo apresenta o fenômeno da cicatrização (diminuição da nega como tempo) ou relaxação (aumento da nega como tempo).

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Repique Ao contrário da nega, o repique já está incluído dentro do contexto da Teoria de Propagação de Onda, e, portanto, apresenta resultados com muito menos dispersão do que a nega. O repique representa a parcela elástica do deslocamento máximo de uma seção da estaca, decorrente da aplicação de um golpe do pilão. Seu registro pode ser feito através do registro gráfico em folha de papel fixada à estaca e movendo-se um lápis, apoiado num referencial, no instante do golpe, conforme se mostra na fotografia 9. O valor obtido, corresponde à solução da Equação da Onda, em termos de deslocamento máximo e sem a escala de tempo. A interpretação do sinal obtido permite estimar a carga mobilizada durante o golpe do pilão. Analogamente à nega esse sinal pode ser obtido após decorrido um certo tempo após a cravação para verificar os fenômenos da “cicatrização” (aumento da capacidade de carga como tempo) ou “relaxação” (diminuição da capacidade de carga como tempo) da estaca.

Fotografia 9 - Registro do repique

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Ensaio de Carregamento Dinâmico (NBR 13208: 2007) Este ensaio, calcado na Equação da Onda, é mais completo que o repique. Consiste em se acoplar à estaca um par de transdutores de deformação específica e um par de acelerômetros, posicionados em planos ortogonais, para poder corrigir eventuais efeitos devido à flexão da estaca em função da não coincidência do golpe do pilão com o eixo da estaca (fotografia 10). Esses transdutores são ligados “on line” a um analisador PDA (Pile Driving Analyser) mostrado na fotografia 11.

Fotografia 10 - Transdutores de aceleração e deformação específica

Fotografia 11 - Equipamentos PDA para processamento dos sinais dos transdutores acoplados à estaca

O PDA processa os dados recebidos dos transdutores e processa-os obtendo sinais de velocidade (integração da aceleração) e de força (Lei de Hooke aplicado ao sinal de deformação específica). A interpretação desses sinais fornece a estimativa da carga mobilizada durante cada golpe do pilão. Cabe lembrar que a carga mobilizada pelos golpes do pilão nem sempre corresponde à capacidade de carga geotécnica da estaca, pois a mesma depende da energia aplicada à estaca pelos golpes do pilão. Somente no caso em que essa energia seja suficiente para mobilizar toda a resistência do solo à volta da estaca é que esse valor medido pelo ensaio de carregamento dinâmico poderá se aproximar da capacidade de carga da estaca. Entretanto, este valor somente poderá ser medido pelas tradicionais provas de carga estáticas, conforme se exporá a seguir.

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10.2 - Provas de Carga Estática (NBR 12131:2006) As provas de carga estática consistem em se aplicar à estaca uma carga e medir os recalques correspondentes. Para tanto se emprega um macaco hidráulico que reage contra um sistema de vigas metálicas, que por sua vez se ancora em tirantes ou em estacas de tração. A utilização de estacas metálicas facilita a execução de provas de carga estática, pois se podem utilizar estacas do próprio bloco como elementos de tração, conforme se mostra na fotografia 12. Fotografia 12 - Prova de Carga Estática

A prova de carga estática é o método mais confiável e indiscutível de se avaliar a capacidade de carga de uma estaca isolada. Os ensaios de carregamento dinâmico, embora sejam atrativos do ponto de vista de custo, sempre necessitarão de correlações. É por esta razão que alguns projetistas de fundações questionam os resultados dos ensaios PDA e sugerem que os mesmos sejam aferidos, pelo menos, por uma prova de carga estática. 68

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10.3 - Provas de Carga Instrumentadas Quando se pretende verificar a transferência de carga estaca-solo utilizam-se strain gages solidarizados à estaca, e em pontos estratégicos conforme se mostra na figura 15, onde se queria verificar a transferência de carga nas camadas de areia e na ponta da estaca. Os strain gages baseiam-se no princípio da variação da resistência elétrica de fios que experimentam variação de comprimento, utilizando-se a “Ponte de Wheastone”. A aquisição de dados e a interpretação dos mesmos são mostradas na figura 16. Com base nesses valores medidos é possível se determinar, para cada profundidade instrumentada, a carga atuante na estaca para cada nível de carregamento. O resultado da prova carga instrumentada da figura 15 é mostrada na figura 17. Com base nessa figura percebe-se que após a descarga da estaca ainda restou uma carga residual na mesma, ou seja, a estaca “ficou presa”, não conseguindo voltar totalmente. Mas um fato importante (posteriormente constatado em outras instrumentações), é que a carga de ponta das estacas metálicas, quando apoiadas em solo pouco portante (como é o presente caso) é muito próxima de zero, mostrando que não se pode considerar, para esse tipo de estaca, o padrão amplamente divulgado em nosso meio geotécnico de que a área da ponta que contribui para a capacidade de carga corresponde àquela obtida com o retângulo envolvente à seção transversal do perfil metálico. Figura 15 - Posição dos strain gages na prova de carga nº 31

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Figura 16 - Sistema de aquisição de dados durante a instrumentação das estacas

CAIXA SELETORA

CABOS

PAINEL DIGITAL STRAIN GAGES

DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA

Lei de Hooke

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Figura 17 - Provas de Carga - Distribuição da Carga com a Profundidade

Obra/Local: Rua Tocantins - Santos - SP data: 08/12/2006

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CASOS DE OBRAS

LOCALIZAÇÃO E METODOLOGIA PARA AQUISIÇÃO DOS DADOS

A tabela 5 apresenta a localização das cidades onde se executaram algumas das provas de carga estáticas em estacas cravadas com martelo vibratório e, nas tabelas 6 e 7, os dados relevantes das mesmas. Analogamente, nas tabelas 8 a 10 reproduzem-se as provas de carga, já constantes dos catálogos técnicos anteriores, realizadas em estacas cravadas à percussão por martelos de impacto. Para permitir a reconstituição das curvas carga-deslocamento dessas provas de carga foram elaboradas as Tabelas 6 e 9. Nessas tabelas os deslocamentos são apresentados para pontos fixos de carga correspondentes a 0,25P; 0,5P; 0,6P; 0,7P; 0,8P; 0,9P e P, sendo P a carga máxima do ensaio. Os valores superiores destas tabelas apresentam, para cada estaca, os recalques medidos durante a carga, e os inferiores durante a descarga. Analogamente é apresentada a figura com a sondagem à percussão junto a cada estaca. Nessa figura, o início dos dados do solo coincide com a cota de cravação da estaca. Para identificação do tipo de solo foi utilizada a convenção de 3 algarismos. O algarismo 1 significa areia, o 2 silte e o 3 argila. Quando não existe um determinado tipo de solo usa-se o algarismo 0 para completar a série de 3 algarismos. Por exemplo, o solo classificado como 123 significa areia silto argilosa e o solo classificado como 320 corresponde a uma argila siltosa.

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Tabela 5 - Localização e dados relevantes das estacas ensaiadas à compressão e cravadas com martelo vibratório

V.1

W 610 x 101 (33,37)

33,37

282

V.2

W 610 x 101 (31,65)

31,65

244

V.3

HP 200 x 53 (40)

200

V.4

HP 250 x 85 (40,55)

40,55

285

W 610 x 101 (37,5)

37,5

248

V.6

W 610 x 101 (40,40)

40,4

300

V.7

HP 250 x 85 (39,92)

39,92

290

V.8

W 610 x 101 (40,40)

40,4

400

V.9

W 610 x 101 (40,39)

40,39

280

500

57,5

400

W 310 x 107 - 97 - 93 - 79 (12 - 12 - 12 - 14)

400

V.13

W 310 x 107 - 97 - 93 - 79 (12 - 12 - 12 - 14)

400

V.14

HP 310 x 125 (42,5)

42,5

460

HP 310 x 125

38,6

460

V.16

HP 310 x 125

35,7

272

V.17

HP 310 x 125

32,2

460

HP 310 x 125 - 117 - 110 (15,5 - 12 - 12)

39,5

422

HP 310 x 125 - 117 - 110 (8,5 - 12 - 12)

32,5

364

410

W 310 x 93 - 79 (28,20 - 12)

40,2

360

W 310 x 93 - 79 (28,30 - 12)

40,3

360

W 310 x 107 - 97 - 93 - 79 (12 - 12 - 12 - 12)

408

W 310 x 107 - 97 - 93 - 79 (12 - 12 - 12 - 8)

400

HP 310 x 93 - 79 (14 - 36)

300

Santa Cruz

V.5

Estacas cravadas com Martelo Vibratório

V.10

Barra da Tijuca

Laminador Gerdau Cosigua

R. Martinho de Mesquita R. Castro Alves

V.11 V.12

HP 310 x 125 (38) W 310 x 107 - 97 - 93 - 79 (21,5 - 12 - 12 - 12)

Av. Osvaldo Cruz

V.15

Av. Presidente Wilson

Santos

V.18 SP

Av. Marechal Floriano Peixoto V.19 V.20

R. Itapura de Miranda

V.21

R. General Otelo Rodrigues Franco

V.22

W 310 x 117 - 107 - 97 - 79 (12 - 12 - 12 - 18)

Praia Grande V.23

R. Xixová V.24 V.25

São Vicente

R. Freitas Guimarães

(*) HP 310 x 125 - 110 - 93 - 79 (a -b -c - d) significa (do topo para a ponta da estaca): HP 310 x 125 c/a m; HP 310 x 110 c/b m; HP 310 x 93 c/c m e HP 310 x 79 c/d m

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

Tabela 6 - Recalques (mm) das estacas comprimidas e cravadas com martelo vibratório Valor de r sob carga máxima Pmáx correspondente ao recalque residual (para P=0) na descarga) Cidade

V.1

33,37

V.2

31,65

V.3

V.4

40,55

V.5

Estacas cravadas com Martelo Vibratório

l (m)

Santa Cruz

37,5

V.6

40,4

V.7

39,92

V.8

40,4

V.9

40,39

V.10 Barra da Tijuca

V.11

57,5

V.12

V.13

V.14

42,5

V.15

38,6 Santos

V.16

35,7

V.17

32,2

V.18

39,5

V.19

32,5

V.20

V.21

40,2

V.22

40,3 Praia Grande

V.23

V.24

V.25

São Vicente

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

Pmáx tf

Valores superiores para carga e inferiores para descarga

resid.

0,25 Pmáx

0,5 Pmáx

0,6 Pmáx

0,7 Pmáx

0,8 Pmáx

0,9 Pmáx

Pmáx

282 244 200 9,82 285 248 14,07 300 290 400 280 500 24,33 400 400 10,42 400 9,89 460 4,62 460 6,39 272 32,02 460 2,88 422 4,09 364 4,28 410 24,93 360 18,36 360 8,54 408 18,23 400 2,63 300 4,23

5 3 10 25 6 4,51 20 7 7 9 2 2,2 31,15 4 5 27 5 23,5 3,5 15 9 17 4 40 3 11 2 15 4,5 13 4 37 5 25 5 18 4,01 30 4 13 3,5 12

9,5 7 21 38 15,86 9,84 27 14 15 20 5 6,69 35 12,27 13,62 35 13,22 33,5 11,4 24 18 30 8,45 45 9,42 19,5 6,15 19 11 21 12 46,07 11 34,52 10 26 12,29 38 9,8 21 6,65 16,42

12 10 26,9 40 21,94 12 29 16 20 25 16 11 38 23 16,57 18,55 39,4 17,28 37 15 28 24 33 11 46 13,83 23 8,59 21 14 21 15,1 50 13,5 37,5 13 28 15,1 42 12,47 25,66 9,66 18

15 12 28,5 42 25,56 16 24 20 25 30 20 18 42 30 22 24,44 42,5 23,54 41 18,5 29 27 37 14 48 16,8 26 12,56 21,5 17 23 20 51 17 41 16 30 20 45 16,39 26 12,14 20

19 15 34,64 45 31,93 19 37 23 30 35 24 22 44 30 30,65 44,81 28,74 44 23 30 32 42 16 50 21,49 28 14,96 22 20,5 25,5 24 53 22,5 43 20 32 25 46,5 19,96 27 14,94 22

24 20 40,49 46 38,17 22 42 30 35 40 28 30 45 37 38,05 46 37,32 45 27 30 39,5 44 19,5 51 25 29 18,32 22 23,5 27 34 54 32 45 24 33 29 48 24,96 24 18,18 22,6

115 73,18 46,1 46,49 59,78 33,65 45,7 40 45 45 37 45 40,74 45,24 45 64 46,12 45,02 30,82 45,14 51,27 51,33 29,77 22,02 28,5 42,29 55,67 41,97 46,39 29,05 33,44 30,87 49,35 29,8 22,6 -

100

300

120

100

V–13 Santos

V–14 Santos

V–15 Santos

V–16 Santos

V–17 Santos

V–18 Santos

V–19

Santos

V–20

Santos

V–21

Praia Grande

V–22

Praia Grande

V–23

Praia Grande

V–24

Praia Grande

V–25

São Vicente 21 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 1 1 1 1 9 5 11 10 10 11 12 1 8 6 6 10 10 11 13 12 11 16 18 18 18 18 27 29 52 45 45 4 12

Santos 21 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 1 1 1 1 9 5 11 10 10 11 12 1 8 6 6 10 10 11 13 12 11 16 18 18 18 18 27 29 52 4 45 4 12

V–12 29 28 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 8 14 17 19 16 12 11 11 12 13 12 15 14 15 16 20 21 20 22 27 29 28 34 34 35 45

Santos 16 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6 9 11 10 11 2 12 15 6 7 9 10 10 11 11 10 10 15 18 19 21 16 23 27 38 48 70

V–11 23 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 6 7 12 8 8 5 7 8 9 11 13 8 9 9 10 14 20 29 30 32 60 41 40 40 62 43 46 40 64

Barra da Tijuca 3 2 0 1 1 1 1 1 1 1 1 4 6 4 5 6 2 4 5 6 5 7 6 7 7 6 6 8 9 8 9 11 12 13 11 14 16 16 21 23

V–10 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 4 5 6 9 7 8 9 8 6 8 8 6 8 7 9 14 16 16 19 12 17 14 18 21 21 61 90

Santa Cruz 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 12 15 20 16 18 9 10 12 10 11 13 13 15 9 10 12 14 16 20 22 27 30 38 52 60 90

V–9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 11 15 9 10 14 13 14 12 14 8 9 11 11 16 19 12 9 10 13 14 17 20 16 20 23 38 55

Santa Cruz

4 12 12 14 16 18 14 17 22 27 23 30 29 34 31 32 4 9 52 75 40 38 39 90 22 29 22 3 4 5 50 3 8 11 18 16 19 27 34 39

V–8

19 12 10 13 2 4 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 3 4 3 2 2 3 4 3 13 4 4 4 4 5 5 5 12 5 3 4 23 30 31 31 31 30 25 27 11 8 14 12 10 13 22 50 80 90

Santa Cruz

15 12 13 14 14 7 11 13 17 18 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 3 3 5 5 4 3 5 3 3 3 3 4 3 5 5 3 3 4 4 4 5 5 22 27 33 54 25 70 52 47 48 54 24 30

V–7

13 11 12 14 21 15 11 13 11 10 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 8 4 5 5 5 5 4 5 5 6 7 6 6 7 6 7 5 5 6 6 23 14 24 34 43 58

Santa Cruz

12 16 22 34 31 15 3 3 4 3 3 3 2 2 1 2 2 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 18 51 47 50 23 41 48 48 57 40 37 58 R O C H A

V–6

1 11 16 17 19 32 36 34 38 4 2 4 2 3 4 4 4 5 4 6 2 4 3 2 4 4 4 3 4 4 4 4 31 34 36 40 36 40 31 30 23 20 23 36

Santa Cruz

4 8 15 18 22 24 26 29 16 2 2 2 2 2 3 8 3 3 6 3 3 3 4 3 4 5 6 8 7 30 12 ?

V–5

8 18 16 19 32 32 25 38 38 3 3 3 3 2 3 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 3 13 5 R O C H A

Santa Cruz

3 14 8 17 10 13 16 36 25 37 6 2 2 2 2 2 4 5 3 2 2 3 14 6 4 5 4 14 21 28 25 13 5 6 5 14 39 11 33 15 18 22 11 14 25 38 14 29 33 17 25 90 90 50

V–4

4 21 20 19 18 35 29 23 39 26 6 4 1 2 1 2 2 15 3 2 2 1 3 4 4 2 4 3 3 4 4 25 35 3 4 3 4 2 32 49 22 90 50

Santa Cruz

3 14 8 17 10 13 16 36 25 37 6 2 2 2 2 2 4 5 3 2 2 3 14 6 4 5 4 14 21 28 25 13 5 6 5 14 39 11 33 15 18 22 11 14 25 38 14 29 33 17 25 90 90 50

V–3

7 7 9 11 5 4 4 17 26 32 38 38 40 40 33 31 33 22 27 42 70 70 80 90 70 2 1 1 1 1 1 2 4 5 3 5 7 7 11 17 17 27 30 36 25 70 90

Santa Cruz

21 20 16 18 22 30 33 37 36 31 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 7 15 20 17 25 26 27 31 33

V–2

14 6 10 10 10 6 9 12 13 38 90 50 26 20 35 55 40 30 30 22 13 1 1 1 1 7 13 15 13 18

Santa Cruz

16 5 8 7 9 4 11 12 18 45 60 60 33 14 33 34 27 1 1 1 1 1 4 5 10 14 14 15 17 16

V–1

21 20 16 18 22 30 33 37 36 31 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 7 15 20 17 25 27 31 33 31

Estacas cravadas com Martelo Vibratório

Tabela 7: Quadro resumo das provas de carga à compressão sobre as estacas

100 310

231

100

130

310

300

100

120

130 SFL

SFL

SFL 130

130

310 120

130

130 300

300

130

300

SFL

130

SFL

130

SFL

231

310 120 231

300 231

120 231

130 320

130

100

SFL

120

SFL

120

SFL

231

130 231

310 231

130 231

231

310

130 SFL

130

SFL

SFL 120

SFL

120

SFL 130

130

SFL

130 SFL

SFL 210

120

210

213

100

Sondagem paralizada por orientação do cliente

100

Sondagem paralizada por orientação do cliente

100

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

Tabela 8 - Localização e dados relevantes das estacas ensaiadas à compressão e cravadas à percussão por martelo de Impacto

I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 I.8 I.9 I.10 I.11 I.12 Estacas cravadas à percussão por martelos de impacto

I.13 I.14 I.15 I.16 I.17 I.18 I.19 I.20 I.21 I.22 I.23 I.24 I.25 I.26 I.27 I.28 I.29 I.30 I.31 I.32 I.33 I.34 I.35 I.36 I.37 I.38 I.39 I.40 I.41

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

Tabela 9 - Recalques (mm) das estacas comprimidas comprimidas e cravadas à percussão por martelo de Impacto Valor de r sob carga máxima Pmáx correspondente ao recalque residual (para P=0) na descarga)

I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 I.8 I.9 I.10 I.11 I.12

Estacas cravadas à percussão por martelos de impacto

I.13 I.14 I.15 I.16 I.17 I.18 I.19 I.20 I.21 I.22 I.23 I.24 I.25 I.26 I.27 I.28 I.29 I.30 I.31 I.32 I.33 I.34 I.35 I.36 I.37 I.38 I.39 I.40 I.41

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

Tabela 10: Quadro resumo das provas de carga à compressão sobre as estacas

I.1

I.2

I.3

I.4

Estacas cravadas à percussão por martelos de impacto

I.5

I.6

I.7

I.8

I.9

I.10

I.11 I.12

I.13

I.14

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

I.15

I.16

I.17

Estacas cravadas à percussão por martelos de impacto

I.18

I.19

I.20

I.21

I.22

I.23

I.24

I.25

I.26

I.27

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

I.28

I.29

I.30

I.31

Estacas cravadas à percussão por martelos de impacto

I.32

I.33

I.34

I.35

I.36

I.37

I.38

I.39

I.40

I.41

ESTACAS METÁLICAS GERDAU

ANEXOS

ANEXO I Tabela de carga estrutural dos Perfis Estruturais Gerdau

PERFIS H

PERFIS I

254

260

29,8

37,1

35,9

41,7

46,1

52,0

53,0

59,0

71,0

86,0

62,0

73,0

80,0

85,0

W 150 x 29,8

W 150 x 37,1

W 200 x 35,9

W 200 x 41,7

W 200 x 46,1

W 200 x 52,0

HP 200 x 53,0

W 200 x 59,0

W 200 x 71,0

W 200 x 86,0

HP 250 x 62,0

W 250 x 73,0

W 250 x 80,0

HP 250 x 85,0

305

308

13,0

18,0

24,0

15,0

19,3

22,5

26,6

31,3

17,9

22,3

25,3

28,4

32,7

38,5

44,8

21,0

W 150 x 13,0

W 150 x 18,0

W 150 x 24,0

W 200 x 15,0

W 200 x 19,3

W 200 x 22,5

W 200 x 26,6

W 200 x 31,3

W 250 x 17,9

W 250 x 22,3

W 250 x 25,3

W 250 x 28,4

W 250 x 32,7

W 250 x 38,5

W 250 x 44,8

W 310 x 21,0

256

360

110,0

122,0

255

357

W 360 x 110,0

254

353

91,0

101,0

W 360 x 91,0

W 360 x 101,0

W 360 x 122,0

312

125,0

303

266

262

258

260

257

254

251

210

207

206

203

200

160

153

148

363

101

148

147

146

102

101

134

133

102

100

102

100

257

307

310

HP 310 x 125,0

314

308

110,0

117,0

306

259

W 310 x 117,0

311

299

269

HP 310 x 110,0

97,0

107,0

93,0

HP 310 x 93,0

W 310 x 97,0

79,0

W 310 x 107,0

308

303

115,0

HP 310 x 79,0

257

256

W 250 x 115,0

264

89,0

101,0

W 250 x 89,0

260

255

254

256

209

206

205

207

204

203

166

165

154

153

152

W 250 x 101,0

256

253

246

222

216

210

204

206

203

205

201

162

157

152

22,5

W 150 x 22,5

kg/m

Massa Linear

mm x kg/m

DESIGNAÇÃO

BITOLA

5,1

7,6

6,6

6,1

6,4

6,1

5,8

4,8

6,4

5,8

6,2

5,8

4,3

6,6

5,8

4,3

13,0

11,4

10,5

9,5

17,4

11,9

15,4

10,9

9,9

13,1

11,0

13,5

11,9

10,7

14,4

9,4

8,6

10,5

13,0

10,2

9,1

11,3

7,9

7,2

6,2

8,1

6,6

5,8

5,7

13,0

11,2

9,1

10,0

8,4

6,9

5,3

10,2

8,4

8,0

6,5

5,2

10,3

7,1

4,9

21,7

19,9

18,3

16,4

17,4

18,7

15,5

17,0

15,4

13,1

11,0

22,1

19,6

17,3

14,4

15,6

14,2

10,7

20,6

17,4

14,2

11,3

12,6

11,0

11,8

10,2

11,6

9,3

6,6

Espessura

292

240

190

139

138

320

277

225

181

182

181

139

138

139

272

220

170

115

119

118

288

286

288

245

201

157

161

158

161

157

161

157

161

119

118

119

d´

27,2

57,6

49,6

42,1

36,6

32,6

28,9

23,1

40,3

34,2

29,0

25,1

19,4

31,5

23,4

16,6

155,3

140,6

129,5

115,9

159,0

149,9

141,0

136,4

123,6

119,2

100,0

146,1

128,7

113,9

108,5

101,9

92,7

79,6

110,9

91,0

76,0

68,1

66,9

58,6

53,5

45,7

47,8

38,5

29,0

cm²

Área Bruta As

109

108

107

170

169

168

181

180

179

178

177

153

151

150

149

148

147

123

122

120

119

104

103

U cm

Perímetro

* Carga Admissível Estrutural de acordo com a NBR 8800:2008. A carga admissível a adotar para a estaca deverá atender também a carga admissível geotécnica, obtida após a análise dos parâmetros geotécnicos onde a estaca será cravada.

CARGA ADMISSÍVEL ESTRUTURAL

3.776

7.158

6.057

4.937

4.046

3.473

2.939

2.291

3.168

2.611

2.029

1.686

1.305

1.384

939

635

36.599

33.155

30.279

26.755

27.076

27.563

23.703

24.839

22.284

19.682

16.316

18.920

16.352

14.237

12.280

12.550

11.257

8.728

9.498

7.660

6.140

4.977

5.298

4.543

4.114

3.437

2.244

1.739

1.229

cm4

249

538

462

383

311

270

231

183

302

252

197

166

130

173

123

2016

1842

1696

1516

1736

1756

1539

1597

1447

1299

1091

1407

1239

1095

967

980

890

710

856

709

585

488

514

448

401

342

277

221

162

cm3

Eixo X - X

704

594

473

178

149

123

410

330

142

116

183

126

6.147

5.570

5.063

4.483

8.823

9.204

7.707

8.123

7.286

6.387

5.258

6.405

5.549

4.841

4.225

4.313

3.880

2.995

3.139

2.537

2.041

1.673

1.784

1.535

901

764

707

556

387

cm4

478

435

397

353

566

588

497

531

478

315

344

495

432

378

325

338

306

234

300

246

199

162

175

151

109

cm3

Eixo Y - Y

17,4

46,7

38,8

31,4

27,6

23,7

20,0

14,3

31,1

25,1

21,1

17,3

11,7

24,5

16,5

9,9

138,3

123,7

112,6

99,2

140,9

131,9

123,0

118,5

105,7

101,3

82,3

130,8

113,6

98,9

93,6

87,0

77,8

64,9

98,5

78,8

64,0

56,2

55,0

46,7

43,1

35,4

38,8

29,5

20,1

cm²

Área Reduzida A´s

1,0 mm desc. no Perímetro

306

394

385

377

265

262

259

254

281

275

210

207

200

163

156

148

933

922

910

897

973

964

955

952

939

933

915

697

678

666

660

653

643

630

464

445

431

422

420

412

340

332

249

240

231

A cm²

Área Plena

Retângulo Envolvente

8,86

5,69

6,56

8,02

5,10

6,07

7,39

9,53

6,57

7,92

6,38

7,85

9,62

4,95

7,18

10,20

5,92

6,43

6,97

7,74

8,97

8,21

10,00

9,00

9,90

11,76

13,91

5,86

6,56

7,40

9,03

8,17

8,94

11,96

5,07

5,92

7,22

9,16

8,10

9,23

7,03

8,09

6,64

8,23

11,52

bf /2.t f

Mesa

53,25

28,95

33,27

36,03

34,38

36,10

37,97

45,92

26,50

29,34

27,42

29,31

39,44

17,48

20,48

27,49

22,12

25,28

27,28

30,34

14,09

20,55

15,91

22,48

24,77

18,69

22,27

14,87

16,87

18,82

13,97

21,36

23,33

19,10

12,06

15,80

17,32

14,28

19,85

22,36

21,86

25,90

14,67

17,94

20,48

d´/t w

Alma

0,865

1,000

0,997

1,000

0,996

0,980

0,921

1,000

0,973

1,000

0,988

1,000

Coef. Red. Q 1,00

Esbeltez Local de acordo com a NBR 8800:2008

315

976

811

654

578

494

410

276

650

524

440

361

237

512

346

207

2891

2585

2355

2074

2946

2758

2571

2477

2210

2118

1699

2735

2376

2068

1956

1819

1628

1356

2060

1649

1338

1175

1150

976

901

740

811

617

421

345

fy (Mpa)

295

264

240

211

300

281

262

253

225

216

173

279

242

211

199

185

166

138

210

168

136

120

117

100

3,5

fy (tf/cm²)

* CARGA ADMISSÍVEL ESTRUTURAL (Q . A's . fy)/1,65 BITOLA

W 310 x 21,0

W 250 x 44,8

W 250 x 38,5

W 250 x 32,7

W 250 x 28,4

W 250 x 25,3

W 250 x 22,3

W 250 x 17,9

W 200 x 31,3

W 200 x 26,6

W 200 x 22,5

W 200 x 19,3

W 200 x 15,0

W 150 x 24,0

W 150 x 18,0

W 150 x 13,0

W 360 x 122,0

W 360 x 110,0

W 360 x 101,0

W 360 x 91,0

HP 310 x 125,0

W 310 x 117,0

HP 310 x 110,0

W 310 x 107,0

W 310 x 97,0

HP 310 x 93,0

HP 310 x 79,0

W 250 x 115,0

W 250 x 101,0

W 250 x 89,0

HP 250 x 85,0

W 250 x 80,0

W 250 x 73,0

HP 250 x 62,0

W 200 x 86,0

W 200 x 71,0

W 200 x 59,0

HP 200 x 53,0

W 200 x 52,0

W 200 x 46,1

W 200 x 41,7

W 200 x 35,9

W 150 x 37,1

W 150 x 29,8

W 150 x 22,5

mm x kgf/m

DESIGNAÇÃO

PERFIS I

38,5

44,8

21,0

23,8

28,3

32,7

38,7

44,5

52,0

32,9

39,0

44,0

51,0

57,8

64,0

72,0

79,0

38,8

46,1

53,0

60,0

67,0

75,0

85,0

52,0

60,0

68,0

74,0

82,0

89,0

97,0

106,0

66,0

72,0

74,0

82,0

85,0

92,0

101,0

109,0

101,0

113,0

125,0

140,0

155,0

174,0

W 250 x 38,5

W 250 x 44,8

W 310 x 21,0

W 310 x 23,8

W 310 x 28,3

W 310 x 32,7

W 310 x 38,7

W 310 x 44,5

W 310 x 52,0

W 360 x 32,9

W 360 x 39,0

W 360 x 44,6

W 360 x 51,0

W 360 x 58,0

W 360 x 64,0

W 360 x 72,0

W 360 x 79,0

W 410 x 38,8

W 410 x 46,1

W 410 x 53,0

W 410 x 60,0

W 410 x 67,0

W 410 x 75,0

W 410 x 85,0

W 460 x 52,0

W 460 x 60,0

W 460 x 68,0

W 460 x 74,0

W 460 x 82,0

W 460 x 89,0

W 460 x 97,0

W 460 x 106,0

W 530 x 66,0

W 530 x 72,0

W 530 x 74,0

W 530 x 82,0

W 530 x 85,0

W 530 x 92,0

W 530 x 101,0

W 530 x 109,0

W 610 x 101,0

W 610 x 113,0

W 610 x 125,0

W 610 x 140,0

W 610 x 155,0

W 610 x 174,0

616

611

617

612

608

603

539

537

533

535

528

529

524

525

469

466

463

460

457

459

455

450

417

413

410

407

403

399

354

350

347

358

355

352

353

349

317

313

310

313

309

305

303

266

262

325

324

230

229

228

211

210

209

166

209

166

207

165

194

193

192

191

190

154

153

152

181

180

179

178

177

140

205

204

203

172

171

128

127

167

166

165

102

101

148

147

14,0

12,7

13,1

11,9

11,2

10,5

11,6

10,9

10,2

10,3

9,5

9,7

9,0

8,9

12,6

11,4

10,5

9,9

9,0

9,1

8,0

7,6

10,9

9,7

8,8

7,7

7,5

7,0

6,4

9,4

8,6

7,7

7,9

7,2

6,9

6,5

5,8

7,6

6,6

5,8

6,6

6,0

5,6

5,1

7,6

6,6

11,2

21,6

19,0

22,2

19,6

17,3

14,9

18,8

17,4

15,6

16,5

13,3

13,6

10,9

11,4

20,6

19,0

17,7

16,0

14,5

15,4

13,3

10,8

18,2

16,0

14,4

12,8

10,9

11,2

8,8

16,8

15,1

13,5

13,1

11,6

9,8

10,7

8,5

13,2

11,2

9,7

10,8

8,9

6,7

5,7

13,0

573

501

502

501

502

428

381

320

332

291

292

240

541

469

470

478

477

478

404

357

288

308

271

272

220

222,8

198,1

179,3

160,1

145,3

130,3

139,7

130,0

117,6

107,7

104,5

95,1

91,6

83,6

135,1

123,4

114,1

104,7

94,9

87,6

76,2

66,6

108,6

95,8

86,3

76,2

68,4

59,2

50,3

101,2

91,3

81,6

72,5

64,8

57,7

50,2

42,1

67,0

57,2

49,7

42,1

36,5

30,7

27,2

57,6

49,6

248

247

210

209

208

207

187

186

169

185

168

184

167

166

165

164

150

149

147

152

151

150

149

148

133

132

148

147

146

137

136

135

118

117

127

126

125

100

109

108

147.754

129.583

111.519

99.184

88.196

77.003

67.226

62.198

55.157

48.453

47.569

40.969

39.969

34.971

48.978

44.658

41.105

37.157

33.415

29.851

25.652

21.370

31.658

27.616

24.678

21.707

18.734

15.690

12.777

22.713

20.169

17.890

16.143

14.222

12.258

10.331

8.358

11.909

9.997

8.581

6.570

5.500

4.346

3.776

7.158

6.057

4797

4242

3651

3241

2901

2554

2494

2317

2070

1811

1802

1549

1526

1332

2089

1917

1776

1616

1452

1301

1128

950

1518

1337

1204

1067

930

779

640

1283

1152

1031

902

801

696

585

479

751

639

554

420

356

285

249

538

462

12.374

10.783

4.515

3.933

3.426

2.951

3.952

2.693

2.379

1.263

2.028

1.041

1.615

857

2.515

2.283

2.093

1.862

1.661

941

796

634

1.804

1.559

1.379

1.205

1.009

514

404

2.416

2.140

1.885

1.113

968

818

375

291

1.026

855

727

192

158

116

704

594

761

666

393

344

301

259

280

256

228

152

194

125

156

104

259

237

218

195

175

122

104

199

173

154

135

114

236

210

186

129

113

123

103

198,0

173,4

158,3

139,2

124,5

109,6

121,0

111,4

99,0

90,8

85,9

78,2

73,2

66,8

118,4

106,8

97,6

88,3

78,5

72,7

61,4

51,9

93,4

80,7

71,4

61,3

53,6

45,9

37,0

86,4

76,6

67,0

58,8

51,2

44,2

38,3

30,3

54,3

44,6

37,2

32,1

26,5

20,9

17,4

46,7

38,8

2002

1980

1419

1401

1386

1375

1137

1128

1114

888

1104

878

1085

866

910

899

889

879

868

707

696

684

755

743

734

724

713

564

559

726

714

704

616

607

602

452

443

529

520

512

319

315

308

306

394

385

7,52

8,53

5,18

5,84

6,59

7,65

5,61

6,03

6,70

5,03

7,86

6,10

9,50

7,24

4,71

5,08

5,42

5,97

6,55

5,00

5,75

7,04

4,97

5,63

6,22

6,95

8,12

6,25

7,95

6,10

6,75

7,52

6,56

7,37

8,72

5,98

7,47

6,33

7,41

8,51

4,72

5,73

7,54

8,86

5,69

6,56

38,63

42,60

41,27

45,45

48,34

51,54

40,47

43,14

46,84

46,41

50,25

49,26

53,13

53,73

32,05

35,44

38,44

40,81

44,89

44,42

50,55

53,21

32,72

36,80

40,59

46,42

47,63

50,94

55,84

30,68

33,47

37,40

38,96

42,75

44,70

47,32

53,10

35,61

41,00

46,66

41,12

45,20

48,50

53,25

28,95

33,27

0,981

0,957

0,960

0,933

0,914

0,893

0,965

0,948

0,923

0,918

0,900

0,894

0,876

0,862

1,000

0,980

0,964

0,939

0,937

0,901

0,878

1,000

0,992

0,967

0,935

0,923

0,900

0,866

1,000

0,991

0,979

0,957

0,943

0,923

0,888

1,000

0,970

0,942

0,958

0,928

0,897

0,865

1,000

1,000 811

4060

3471

3177

2717

2380

2047

2442

2208

1911

1743

1618

1463

1340

1205

2475

2232

2000

1780

1542

1423

1156

953

1954

1674

1443

1198

1035

864

671

1806

1602

1388

1204

1025

870

740

563

1136

905

733

642

514

391

315

976

414

354

324

277

243

209

249

225

195

178

165

149

137

123

252

228

204

181

157

145

118

199

171

147

122

106

184

163

142

123

104

116

W 610 x 174,0

W 610 x 155,0

W 610 x 140,0

W 610 x 125,0

W 610 x 113,0

W 610 x 101,0

W 530 x 109,0

W 530 x 101,0

W 530 x 92,0

W 530 x 85,0

W 530 x 82,0

W 530 x 74,0

W 530 x 72,0

W 530 x 66,0

W 460 x 106,0

W 460 x 97,0

W 460 x 89,0

W 460 x 82,0

W 460 x 74,0

W 460 x 68,0

W 460 x 60,0

W 460 x 52,0

W 410 x 85,0

W 410 x 75,0

W 410 x 67,0

W 410 x 60,0

W 410 x 53,0

W 410 x 46,1

W 410 x 38,8

W 360 x 79,0

W 360 x 72,0

W 360 x 64,0

W 360 x 58,0

W 360 x 51,0

W 360 x 44,6

W 360 x 39,0

W 360 x 32,9

W 310 x 52,0

W 310 x 44,5

W 310 x 38,7

W 310 x 32,7

W 310 x 28,3

W 310 x 23,8

W 310 x 21,0

W 250 x 44,8

W 250 x 38,5

ANEXO II Tabela de Perfis – propriedades geométricas considerando a corrosão

PERFIS H

PERFIS I

Ix cm 4

1229 1739 2244 3437 4114 4543 5298 4977 6140 7660 9498 8728 11257 12550 12280 14237 16352 18920 16316 19682 22284 24839 23703 27563 27076 26755 30279 33155 36599 635 939 1384 1305 1686 2029 2611 3168 2291 2939 3473 4046 4937 6057 7158 3776 4346

W 150 x 22,5 W 150 x 29,8 W 150 x 37,1 W 200 x 35,9 W 200 x 41,7 W 200 x 46,1 W 200 x 52,0 HP 200 x 53,0 W 200 x 59,0 W 200 x 71,0 W 200 x 86,0 HP 250 x 62,0 W 250 x 73,0 W 250 x 80,0 HP 250 x 85,0 W 250 x 89,0 W 250 x 101,0 W 250 x 115,0 HP 310 x 79,0 HP 310 x 93,0 W 310 x 97,0 W 310 x 107,0 HP310x110,0 W 310 x 117,0 HP310x125,0 W 360 x 91,0 W 360 x 101,0 W 360 x 110,0 W 360 x 122,0 W 150 x 13,0 W 150 x 18,0 W 150 x 24,0 W 200 x 15,0 W 200 x 19,3 W 200 x 22,5 W 200 x 26,6 W 200 x 31,3 W 250 x 17,9 W 250 x 22,3 W 250 x 25,3 W 250 x 28,4 W 250 x 32,7 W 250 x 38,5 W 250 x 44,8 W 310 x 21,0 W 310 x 23,8

161,7 221,5 277,0 342,0 401,4 447,6 514,4 488,0 584,8 709,2 855,7 709,6 889,9 980,5 966,9 1095,1 1238,8 1406,7 1091,3 1299,1 1447,0 1597,3 1539,1 1755,6 1735,6 1515,9 1696,3 1841,9 2016,5 85,8 122,8 173,0 130,5 166,1 197,0 252,3 301,7 182,6 231,4 270,2 311,2 382,7 462,4 538,2 249,2 285,0

Wx cm 3

387 556 707 764 901 1535 1784 1673 2041 2537 3139 2995 3880 4313 4225 4841 5549 6405 5258 6387 7286 8123 7707 9024 8823 4483 5063 5570 6147 82 126 183 87 116 142 330 410 91 123 149 178 473 594 704 98 116

Iy cm 4 50,9 72,6 91,8 92,6 108,5 151,2 174,9 161,7 199,1 246,3 300,4 234,0 305,5 338,3 325,0 378,2 431,8 494,6 343,7 414,7 477,8 530,9 497,3 587,9 565,6 353,0 397,1 435,2 478,4 16,4 24,7 35,9 17,4 22,7 27,9 49,6 61,2 18,1 24,1 29,3 34,8 64,8 80,8 95,1 19,5 22,9

Wy cm 3

Eixo Y - Y

SEM CORROSÃO

Eixo X - X

DESIGNAÇÃO mm x kg/m

BITOLA

Anexo 2

866 1357 1843 2730 3384 3685 4423 4103 5235 6711 8505 7122 9591 10850 10581 12492 14567 17075 13437 16742 19284 21793 20683 24473 23987 23275 26735 29555 32953 392 680 1106 821 1184 1515 1970 2510 1465 2093 2610 3167 3797 4884 5951 2490 3046

Ix cm 4 115,5 175,1 230,3 274,3 333,4 366,7 433,6 406,3 503,3 627,2 773,1 583,7 764,2 854,3 839,8 968,3 1112,0 1279,0 904,9 1112,4 1260,4 1410,6 1351,8 1568,8 1547,6 1326,2 1506,2 1651,1 1825,6 53,6 90,0 140,0 82,9 117,8 148,6 192,2 241,4 117,7 166,1 204,7 245,5 296,6 375,7 450,8 165,4 201,1

Wx cm 3 259 419 563 592 721 1219 1457 1337 1702 2180 2753 2378 3255 3672 3554 4181 4867 5691 4218 5306 6216 7027 6583 7901 7658 3844 4403 4893 5450 46 85 139 50 75 100 240 315 54 82 107 134 354 468 571 60 76

Iy cm 4 34,5 55,5 74,0 72,7 88,0 121,3 144,3 130,5 167,7 213,8 266,0 187,3 258,3 290,3 275,5 329,2 381,7 442,8 277,5 346,8 410,3 462,3 427,4 518,1 494,1 305,0 348,1 385,3 427,5 9,3 17,1 27,8 10,3 15,1 20,1 36,7 47,7 10,8 16,4 21,4 26,8 49,1 64,5 78,3 12,1 15,4

Wy cm 3

Eixo Y - Y

CORROSÃO 1,0 mm Eixo X - X

687 1169 1645 2380 3023 3260 3989 3671 4786 6241 8013 6324 8764 10007 9739 11626 13681 16160 12007 15281 17794 20280 19183 22937 22453 21548 24975 27767 31142 272 552 970 582 937 1263 1654 2186 1058 1676 2185 2734 3233 4304 5354 1855 2406

Ix cm 4 92,2 151,8 206,9 240,4 299,3 326,0 393,0 365,3 462,4 586,0 731,8 520,5 701,1 791,0 776,0 904,8 1048,4 1215,1 811,3 1018,7 1166,8 1316,9 1257,9 1475,1 1453,3 1231,3 1411,0 1555,6 1730,1 37,5 73,6 123,6 59,1 93,7 124,4 162,1 211,2 85,3 133,5 172,0 212,7 253,6 332,3 407,2 123,7 159,3

Wx cm 3 199 355 494 510 636 1067 1300 1176 1540 2009 2567 2080 2953 3362 3229 3861 4536 5344 3712 4781 5695 6494 6035 7355 7091 3534 4084 4565 5112 29 67 119 34 57 81 198 270 36 63 88 114 298 408 509 43 58

Iy cm 4 26,7 47,3 65,4 63,0 78,0 106,7 129,4 115,3 152,4 197,9 249,2 164,4 235,3 266,8 251,3 305,2 357,2 417,5 245,0 313,5 377,1 428,6 393,2 483,9 459,0 281,6 324,1 360,9 402,5 6,0 13,4 24,0 6,9 11,5 16,4 30,5 41,2 7,4 12,8 17,7 22,9 41,6 56,7 70,2 8,7 11,9

Wy cm 3

Eixo Y - Y

CORROSÃO 1,5 mm Eixo X - X

509 983 1448 2032 2665 2838 3558 3241 4341 5775 7525 5531 7942 9168 8900 10765 12801 15250 10583 13826 16310 18774 17689 21409 20925 19828 23224 25988 29341 154 426 835 346 693 1013 1340 1864 655 1263 1764 2305 2673 3728 4762 1226 1771

Ix cm 4 68,8 128,4 183,4 206,3 265,2 285,2 352,3 324,1 421,5 544,8 690,4 457,1 637,9 727,6 712,0 841,0 984,7 1151,0 717,5 924,8 1073,0 1223,0 1163,7 1381,2 1358,8 1136,3 1315,8 1460,0 1634,6 21,3 57,1 107,1 35,4 69,6 100,3 132,0 181,0 53,0 101,0 139,5 180,1 210,5 289,0 363,5 82,0 117,6

Wx cm 3 141 292 428 431 553 920 1147 1019 1381 1842 2386 1788 2657 3058 2911 3549 4212 5005 3216 4265 5184 5970 5498 6819 6535 3231 3772 4244 4782 13 49 99 18 39 63 158 227 20 46 69 94 244 351 448 26 41

Iy cm 4

19,0 39,3 57,1 53,6 68,3 92,4 114,7 100,4 137,4 182,3 232,8 141,9 212,6 243,7 227,5 281,6 333,0 392,5 213,0 280,6 344,4 395,4 359,4 450,1 424,3 258,5 300,5 336,8 378,0 2,8 10,0 20,3 3,7 8,1 12,9 24,4 35,0 4,1 9,3 14,1 19,3 34,3 49,1 62,3 5,4 8,5

Wy cm 3

Eixo Y - Y

CORROSÃO 2,0 mm Eixo X - X

PERFIS I

W 250 x 32,7 W 250 x 38,5 W 250 x 44,8 W 310 x 21,0 W 310 x 23,8 W 310 x 28,3 W 310 x 32,7 W 310 x 38,7 W 310 x 44,5 W 310 x 52,0 W 360 x 32,9 W 360 x 39,0 W 360 x 44,6 W 360 x 51,0 W 360 x 58,0 W 360 x 64,0 W 360 x 72,0 W 360 x 79,0 W 410 x 38,8 W 410 x 46,1 W 410 x 53,0 W 410 x 60,0 W 410 x 67,0 W 410 x 75,0 W 410 x 85,0 W 460 x 52,0 W 460 x 60,0 W 460 x 68,0 W 460 x 74,0 W 460 x 82,0 W 460 x 89,0 W 460 x 97,0 W 460 x 106,0 W 530 x 66,0 W 530 x 72,0 W 530 x 74,0 W 530 x 82,0 W 530 x 85,0 W 530 x 92,0 W 530 x 101,0 W 530 x 109,0 W 610 x 101,0 W 610 x 113,0 W 610 x 125,0 W 610 x 140,0 W 610 x 155,0 W 610 x 174,0

4937 6057 7158 3776 4346 5500 6570 8581 9997 11909 8358 10331 12258 14222 16143 17890 20169 22713 12777 15690 18734 21707 24678 27616 31658 21370 25652 29851 33415 37157 41105 44658 48978 34971 39969 40969 47569 48453 55157 62198 67226 77003 88196 99184 112619 129583 147754

382,7 462,4 538,2 249,2 285,0 356,0 419,8 553,6 638,8 751,4 479,0 585,3 696,5 801,2 901,8 1031,1 1152,5 1283,2 640,5 778,7 929,7 1066,7 1203,8 1337,3 1518,4 949,8 1127,6 1300,7 1462,4 1615,5 1775,6 1916,7 2088,6 1332,2 1525,5 1548,9 1801,8 1811,3 2069,7 2316,5 2494,5 2554,0 2901,2 3241,3 3650,5 4241,7 4797,2

473 594 704 98 116 158 192 727 855 1026 291 375 818 968 1113 1885 2140 2416 404 514 1009 1205 1379 1559 1804 634 796 941 1661 1862 2093 2283 2515 857 1615 1041 2028 1263 2379 2693 2952 2951 3426 3933 4515 10783 12374

64,8 80,8 95,1 19,5 22,9 31,0 37,6 88,1 103,0 122,9 45,9 58,6 95,7 113,3 129,4 185,7 209,8 235,7 57,7 73,4 114,0 135,4 154,1 173,2 199,3 83,5 104,1 122,2 174,8 195,0 218,0 236,6 259,3 103,9 156,0 125,5 194,1 152,2 227,6 256,5 279,8 258,8 300,5 343,5 392,6 665,6 761,5

3797 4884 5951 2490 3046 4164 5204 6669 8049 9916 6282 8206 9639 11571 13447 15060 17294 19774 9729 12596 15071 17967 20886 23768 27742 17109 21290 25412 28305 31978 35856 39337 43589 28484 32399 34378 39861 41731 47330 54292 59258 65907 76948 87791 101048 114901 132868

296,6 375,7 450,8 165,4 201,1 271,3 334,7 433,1 517,6 629,6 362,1 467,6 550,8 655,6 755,5 873,0 993,9 1123,5 490,1 628,2 751,7 887,3 1023,8 1156,6 1337,0 763,8 940,0 1112,1 1244,2 1396,4 1555,6 1695,5 1866,8 1089,2 1241,3 1304,7 1515,6 1565,9 1782,7 2029,6 2207,0 2193,2 2539,6 2878,4 3286,1 3773,4 4328,0

354 468 571 60 76 115 147 556 677 839 212 291 628 773 910 1558 1802 2066 299 404 796 982 1148 1318 1552 496 650 786 1386 1578 1798 1978 2199 681 1280 855 1673 1069 2014 2315 2562 2487 2949 3438 3999 9468 11019

49,1 64,5 78,3 12,1 15,4 23,1 29,4 68,2 82,5 101,7 33,9 46,2 74,4 91,5 107,1 155,1 178,4 203,6 43,3 58,5 91,0 111,6 129,7 148,1 173,4 66,2 86,1 103,5 147,5 167,0 189,2 207,1 229,1 83,5 124,9 104,3 161,6 130,4 194,5 222,6 245,2 220,1 261,0 302,9 350,8 588,1 682,3

3233 4304 5354 1855 2406 3505 4530 5722 7085 8929 5255 7155 8341 10258 12111 13656 15868 18317 8220 11064 13255 16114 19006 21861 25800 14997 19128 23211 25770 29408 33252 36696 40915 25266 28640 31109 36033 38396 43442 50367 55301 60392 71359 82129 95298 107595 125461

253,6 332,3 407,2 123,7 159,3 229,1 292,3 372,8 457,1 568,7 303,8 408,9 478,0 582,8 682,3 794,0 914,6 1043,7 415,2 553,2 662,8 797,7 934,0 1066,4 1246,4 671,0 846,4 1018,0 1135,2 1287,0 1445,7 1585,1 1756,0 968,0 1099,4 1182,8 1372,7 1443,5 1639,3 1886,4 2063,5 2013,1 2359,0 2697,2 3104,2 3539,3 4093,4

298 408 509 43 58 96 127 475 592 750 175 251 538 680 813 1402 1640 1898 249 352 694 876 1037 1203 1431 431 580 713 1255 1442 1656 1832 2048 597 1119 767 1503 977 1838 2133 2374 2263 2719 3199 3750 8827 10359

41,6 56,7 70,2 8,7 11,9 19,3 25,6 58,6 72,7 91,5 28,3 40,2 64,1 81,0 96,3 140,2 163,1 187,9 36,4 51,4 79,8 100,1 117,9 136,0 160,8 57,8 77,4 94,4 134,2 153,4 175,3 192,9 214,5 73,7 109,7 94,1 145,9 119,9 178,5 206,1 228,3 201,2 241,7 283,1 330,4 550,0 643,4

2673 3728 4762 1226 1771 2851 3862 4781 6126 7948 4236 6113 7051 8952 10784 12261 14450 16868 6721 9542 11449 14270 17136 19964 23870 12898 16980 21024 23247 26852 30662 34069 38255 22065 24897 27857 32223 35080 39573 46459 51362 54901 65793 76491 89572 100312 118078

210,5 289,0 363,5 82,0 117,6 187,0 250,0 312,5 396,5 507,9 245,6 350,3 405,2 510,1 609,2 714,9 835,3 963,9 340,3 478,3 573,9 708,2 844,1 976,2 1155,9 578,4 753,0 924,1 1026,4 1177,7 1336,0 1474,9 1645,4 847,0 957,6 1061,2 1229,9 1321,3 1496,1 1743,3 1920,1 1833,1 2178,6 2516,2 2922,4 3305,2 3858,8

244 351 448 26 41 77 107 397 510 664 140 213 451 591 720 1249 1482 1734 202 302 596 773 930 1092 1314 368 514 642 1127 1309 1519 1690 1901 516 963 682 1337 888 1667 1956 2192 2045 2495 2966 3507 8197 9710

34,3 49,1 62,3 5,4 8,5 15,7 21,8 49,3 63,0 81,5 22,8 34,4 54,0 70,7 85,7 125,5 148,2 172,6 29,7 44,5 68,9 88,9 106,3 124,1 148,5 49,7 68,9 85,7 121,2 140,0 161,6 178,9 200,1 64,1 94,9 84,2 130,4 109,6 162,7 189,9 211,8 182,6 222,8 263,6 310,4 512,3 605,0

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