Dimensionamento Dinâmico de muros de suporte

Dimensionamento Dinâmico de Muros de Suporte

As necessidades impostas pelo desenvolvimento econômico e urbano e a preponderância, geralmente aceita na atualidade, dos condicionalismos socioeconômicos sobre as dificuldades tecnológicas, tem incrementado a utilização de locais com fracas características geotécnicas. Além disso, tem vindo a ser cada vez mais necessário melhorar ou reforçar os terrenos sob a estruturas existentes de forma a assegurar a respectiva estabilidade, posta em causa pela execução, em zonas adjacentes, de escavações ou túneis, ou, ainda, para aumentar a resistência a solicitações sísmicas ou outras solicitações especiais.

análise dinâmica de estruturas de suporte de terras deve fazer parte dos cálculos de dimensionamento quando a obra se situa numa zona de risco sísmico ou quando a probabilidade de virem a actuar forças dinâmicas de outra natureza for considerável. As estruturas de suporte podem dividir-se em dois tipos mais comuns: os muros de gravidadee as cortinas flexíveis.

Os muros de arrimo podem ser de vários tipos: gravidade (construídos de alvenaria, concreto, gabiões ou pneus), de flexão (com ou sem contraforte) e com ou sem tirantes.

Muros de Gravidade

Muros de Gravidade são estruturas corridas que se opõem aos empuxos horizontais pelo peso próprio. Geralmente, são utilizadas para conter desníveis pequenos ou médios, inferiores a cerca de 5m.  Os muros de gravidade podem ser construídos de pedra ou concreto (simples ou armado), gabiões ou ainda, pneus usados.

Os muros de suporte de terras conferem estabilidade ao conjunto estrutura-solo através da grande massa que possuem. A resistência ao derrubamento e ao escorregamento pela base é conferida na sua maior parte pelo peso da estrutura de suporte. O comportamento deste tipo de estruturas é condicionado pelos deslocamentos. As forças internas nos muros têm apenas uma importância secundária porque estes são sempre considerados como um corpo rígido.

Dimensionamento Dinâmico de Muros de Suporte

Cortinas Flexíveis

São muros ou paredes de espessura relativamente reduzida, de aço, betão armado ou madeira, suportadas por ancoragens, escoras ou impulsos passivos do terreno. A resistência à flexão destas estruturas desempenha uma função significativa na contenção do terreno, sendo a contribuição do seu peso insignificante. São exemplos deste tipo de estruturas as cortinas de estacas pranchas autoportantes, as cortinas ancoradas ou escoradas de aço ou de betão e as paredes moldadas;

Para efetuar o dimensionamento

Podem dividir-se os estudos analíticos de acções dinâmicas sobre estruturas de suporte de terras em três categorias:
a) soluções baseadas num estado plástico de equilíbrio limite;
b) soluções com aplicação da teoria da elasticidade;
c) soluções não lineares e soluções elasto-plásticas.

Estados limites a ter em consideração:

Características Muro de Arrimo

a) Perda de estabilidade global;

b) Rotura de um elemento estrutural (muro, ancoragem, dormente ou escora) ou da ligação entre elementos estruturais;

c) Rotura conjunta do terreno e de elementos estruturais;

d) Movimentos da estrutura de suporte que possam causar a rotura ou afectar a aparência ou a eficiente utilização quer da própria estrutura, quer de estruturas ou infra-estruturas vizinhas;

e) Repasses de água inaceitáveis através ou sob a parede;

f) Transporte em quantidade inaceitável de partículas do terreno através ou sob a parede;

g) Modificação inaceitável das condições de escoamento da água do terreno.

Devem considerar-se ainda os seguintes estados limites:

a) Para estruturas de suporte de gravidade e compósitas:

- rotura por insuficiente resistência do terreno de fundação,

- rotura por deslizamento pela base do muro,

- rotura por derrubamento do muro;

b) Para cortinas:

- rotura por rotação ou translação da parede ou de partes desta,

- rotura por perda de equilíbrio vertical da parede.

Exemplo de Muro de Flexão

No projecto de estruturas de suporte devem considerar-se os seguintes aspectos:

a) A variação das propriedades do terreno no tempo e no espaço;

b) As variações dos níveis da água e das pressões intersticiais no tempo;

c) As variações das acções e das combinações de acções;

d) A escavação, infra-escavação ou erosão na frente da estrutura de suporte;

e) A colocação de aterro no tardoz da estrutura;

f) O efeito, se for previsível, de futuras estruturas e sobrecargas;

g) Os movimentos do terreno devidos a assentamento ou subsidência.

É necessário especial cuidado no caso de carregamentos repetidos devidos a sobrecargas, como no caso de gruas rolantes suportadas por muros-cais. As pressões induzidas por tais sobrecargas podem exceder significativamente as do primeiro carregamento ou as que resultariam da aplicação estática de uma carga de igual grandeza.

Para impactos laterais em estruturas de suporte é em geral necessário considerar a maior rigidez exibida pelo terreno suportado quando resiste a um impacto na face do muro. Além disso, deve investigar-se o risco de ocorrência de liquefacção devido ao impacto lateral em cortinas.

Devido à flexibilidade que algumas paredes de suporte apresentam pode questionar-se se será lícito considerar distribuições de pressões laterais do mesmo tipo que nos muros rígidos. Os resultados obtidos por diversos investigadores de ensaios em centrifugadores e a sua comparação com os valores previstos permitem lançar alguma luz sobre este problema.

Do mesmo modo que nas estruturas rígidas verifica-se, quer por descrições de casos reais, quer por resultados experimentais, que as estruturas flexíveis situadas acima do nível freático são menos susceptíveis a danos provocados por sismos do que as que se encontram submersas ou suportam maciços submersos.

Dimensionamento Dinâmico de Muros de Suporte

Autor: José Eduardo Tavares Quintanilha de Menezes
Excerto Adaptado
Imagens: California Department of Transportation, Keller

Mais informações – Estruturas de contenção e Muros de arrimo

Via: Engenharia Civil . com, EnGenium 2.0