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5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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Investigao geotcnica
Tcnicas atuais de ensaios de campo
Eng. Antnio Srgio Damasco Penna
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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RESUMO Sondagem a percusso SPT
Dilatmetro de Marchetti DMT
Ensaio de penetrao de cone esttico commedidas de presses neutras CPTU
Ensaio de palheta Vane Test VST
Pressimetro de Mnard PMT
Parmetros geotcnicos
Interao solo x estrutura
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Publicado em 2009
SPT
CPTu
DMT
VST
PMT
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1)AtlantaUSA
1998
2)Porto-Portugal
2004
3)Taipei Taiwan2008
4)Recife Brasil2012
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Ensaios de campo X Ensaios de laboratrio
LABORATRIO : poucas amostras, poucarepresentatividade do todo, mas so maisprecisos;
CAMPO : so menos precisos, masamostragem quase integral, todas ascamadas so reconhecidas;
CONCLUSO : Hoje em dia o maior uso e omaior desenvolvimento das tcnicas, estnos ensaios de campo.
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UTILIZAO
SPTreconhecimento inicial, camadas, amostras, nvel dgua,compacidade, consistncia;
CPTucamadas,resistncia,deformabilidade, tempo de adensamento;
DMTcamadas, resistncia, deformabilidade;
VST
resistncia, sensibilidade;PMTresistncia e deformabilidade
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SONDAGEM A PERCUSSO
SPTNBR-6484 - ABNT
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HISTRICO DA SONDAGEM A PERCUSSO SPT
1902 Charles R. Gow incio da coleta de amostra seca, com tubo
cravado;
1927 Raymond Concrete Pile Company, amostrador de 3 partes (cabea,corpo e sapata);
1944 IPT no Brasil, incio do uso sistemtico;
1958 Primeira Norma ASTM Designation D 1586-58T atual D 1586-99
1977 Primeira Norma da ABNT
2001 Norma atual ABNT NBR 6484 de fev. de 2001
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QUANTIDADE DE SONDAGENSABNT-NBR-8036 de junho de 1983
Programao de sondagens de simples reconhecimentos dos
solos para fundaes de edifcios
Quantidade e profundidade das sondagens, para oreconhecimento de um terreno.
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MEDIO DE TORQUE EM SONDAGENS
criado em 1988 Prof. Dr. Stlvio M. T. Ranzini;
informao adicional importante;
grandeza fsica, em unidade de Kgf x m;
medida por instrumento de preciso.
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Torqumetro de ponteiro para determinao do atrito entre o solo eo amostrador.
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REPRESENTATIVIDADE DO ENSAIO SPT
Considerada, pela norma brasileira de fundaes, NBR-6122 da ABNTindispensvel em qualquer porte de obra.
A amplitude de informaes de uma sondagem muito grande:
a) coleta de amostras a cada metro de profundidade, permitindo aclassificao tctil e visual dos materiais atingidos;
b) identificao do incio e fim de cada camada de solo, pela observaodo material aderido ao trado ou pela observao da gua de lavagem;
c) avaliao da profundidade do lenol fretico e de eventual
artesianismo ou lenol empoleirado;
d) avaliao da consistncia ou compacidade das argilas ou das areias,respectivamente, pelo nmero de golpes SPT, necessrios para acravao do amostrador padro.
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ABNT
Simples reconhecimento
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CONCLUSO
SONDAGEM SPT
um procedimento excelente para o primeiroreconhecimento geotcnico de um terreno.
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ENSAIO DE PENETRAO DE CONE
ESTTICO COM MEDIDA DEPRESSO NEUTRA
CPTuNORMA ABNT NBR 12069
HISTRICO DO ENSAIO CPT
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HISTRICO DO ENSAIO CPTHolanda Barentsen - 1932 cria o sistema;
Holanda Begemann 1950 consolida o uso e cria aluva de atrito lateral;
Brasil - Estacas Franki inicia o uso no final da dcadade 1950;
Noruega Janbu 1974 cria o piezocone CPTu ensaio com medidas de presses neutras;
Brasil ABNT 1991 Solo Ensaio de Penetrao de
cone in-situCPT no menciona leitura de presses neutras
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Coneeletrnico
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Norma ABNT1)No menciona as leituras de presses neutras;
2)Em ensaios especiais de campo a evoluo muito rpida e o desejvel usar normasinternacionais, como Eurocode e ASTM.
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Referncia em
ensaios CPTuPublicado em 1997
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OUTROS NOMES
Piezocone
CPT
Ensaio de cone
Ensaio de penetrao esttica (EPC)
Deep sounding
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Simpsio internacional
240 participantes
40 pases
S ensaios de cone
Huntington Beach USA
Maio - 2010
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CONE ELETRNICO - Atual
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Resultados de um ensaio CPTu
4
8
2
6
2
24
28
0 20 40 60
qt(MPa)
Depth(meters)
0
4
8
12
16
20
24
28
0 500 1000
fs(kPa)u b(kPa)
0
4
8
12
16
20
24
28
-200 0 200 400 600 800
qt
ub
fs
D t lh d d d
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Detalhe da pedra porosa demedida de presses neutras
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SATURAO DAS PEDRAS POROSAS
Medidas a cada 1 0 cm
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Medidas a cada 1,0 cm100 informaes de cada parmetro, por metro
So 3 parmetros, portanto so 300 informaes por metroAs informaes so apresentadas em unidades de presses (Kpa)
Resistncia de ponta e resistncia deatrito lateral (a proporo entre asduas a razo de atrito)
Presso neutra desenvolvida noprocesso de perfurao
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Equipamentode cravao
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Cone mecnico
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Cone mecnico
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Cone deBegmann
com luva deatrito
(mecnico)
Estratigrafia
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Estratigrafia
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Regio litornea
Esprito Santo
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Regio litornea
Esprito Santo
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Regio litornea
Esprito Santo
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Regio litornea
Esprito Santo
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Resistncia ao cisalhamento dos solos
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Resistncia ao cisalhamento dos solosSolos grossos - AreiasComportamento drenadoCritrio de Mohr - Coulomb
Solos finos - ArgilasComportamento no drenado
Critrio de Tresca
Solos grossos - Areias
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Solos grossos - Areiasngulo de atrito
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Solos finos - ArgilasCoeso em condio no drenada
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Teste de dissipao de sobrepressoneutra
(Nos ensaios in-situas heterogeneidades esto presentes)
(CPTu no piezmetro)
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SPT CPTu
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CONCLUSO
ENSAIO CPTu
um procedimento excelente para complementar oreconhecimento estratigrfico do terreno e medirpropriedades de resistncia, deformabilidade e de
tempo de adensamento.
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Ensaio com o dilatmetro deMarchetti
DMT
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EQUIPAMENTO
Unidade de controleDetalhe lmina
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HISTRICO Desenvolvido em 1975 pelo Prof. Silvano Marchetti (Roma Itlia)
Atualmente em uso em 40 pases
NORMAS INTERNACIONAIS
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NORMAS INTERNACIONAIS
ASTMStandard Test Method for Performingthe Flat Plate Dilatometer Test - D6635-01
Eurocode 7 - Geotechnical Design - Part 3 -Design assisted by field testing - Section 9 -Flat Dilatometer Test (DMT)
No h norma brasileira !
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SimpsioInternacional
Comemorativo de30 anos
Ensaio DMT
Washington USA
2006
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EQ
UIP
AME
NTO
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DETALHES DA LMINA E DA FIXAO DAMEMBRANA
Passagem da mangueira
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Passagem da mangueira
NDICE DO MATERIAL (Id)
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NDICE DO MATERIAL (Id)
0O
01
d P
PP
I
Nos solos argilosos, a presso P1 apenas um pouco maior do que a
presso P0, enquanto nos solos arenosos, essa diferena bem maior.
Profundidade (m )
Presse
s"P0"e"P1"
(K
gf/cm2)
P0
P1
Profundidade (m)
Presse
s"P0"e"P1"
(K
gf/cm2)
P0
P1
SOLOS FINOS SOLOS GROSSOS
Resultados: baixos valores de Id Resultados: altos valores de Id
PP
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ndice ligado aos vazios e compressibilidade Identifica o comportamento granulomtrico um adimensional Difere do SPT, que absoluto e no se usa interpretar
como proporo do estado de tenses
VALORES DO NDICE DOMATERIAL Id0,1 0,35 0,60 0,90 1,20 1,80 3,30 10
Argilassensveise turfas
Argilaspuras
Argilassiltosas
Siltesargilosos
Siltespuros
Siltesarenosos
Areiassiltosas
Areiaspuras
ARGILAS SILTES AREIASTIPO DE SOLO COM BASE NA OBSERVAO DO COMPORTAMENTO
0O
01d
P
PPI
GUARULHOS/SP
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GUARULHOS/SP
MDULO DILATOMTRICO (Ed)
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MDULO DILATOMTRICO (Ed)Esse ndice Ed, obtido diretamente das leituras P0 e P1
De acordo com a teoria da elasticidade:
2
E
1D
2
onde D o dimetro da membrana e a diferena de presso aplicada (P1- P0)Para = 1,10 mm; D = 6,0 cm; = P1P0 (Kgf/cm
2) e definindo como mdulo dilatomtrico
Eda proporo 2
1
EE
d , resulta:
O parmetro Edrepresenta uma proporo elstica, ou seja, exprime a relao entreo mdulo de elasticidade do solo (E) e o coeficiente de Poisson do solo ( ).
21
EE
d
)P34,7(PE
0,64E
1)P(P6,00,11
01d
d
01
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Classificao
Compacidade
Consistncia
Peso especfico
NDICE DE TENSO HORIZONTAL (Kd)
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NDICE DE TENSO HORIZONTAL (Kd)
VO
0
d
'
PoK
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 2 4 6 8 10 12
ndice de tenso horizontal "Kd"
Profundida
de(m)
Solos
normalmente
adensados
Parmetro Kd na faixa de solos normalmente adensados (entre 1,8 e 2,3)
Representa a prpria definio de Ko
A introduo da lmina altera o repouso
Identificao do histrico de tenses
Em solos sobreadensados Kd > 2,3
ndice normalizado com a tenso efetiva
BAIRRO DA MOCA SO PAULO/SP
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/
SP-02
ALEMOA SANTOS/SP
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CORRELAES
Muito estudadas no mundo todo;
Sempre buscam a relao com os
ensaios de laboratrio;
O critrio recomendado entender
como ndices e usar diretamente emprojetos.
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STANDARD
SPT Standard Penetration Test(diferente em cada lugar do mundo);
Ensaios especiais (CPTu, DMT, VST ePMT) seguem um mesmo padrointernacional;
A execuo dos ensaios especiaisindepende do operador.
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Ensaio com o pressimetro deMnard
PMT(no h norma brasileira)
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HISTRICO
Desenvolvido por LouisMnard na Frana em 1955
Em 1963 L. Mnard publicaa aplicao direta aoclculo da capacidade de
carga e recalques defundaes
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Norma ASTM
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Eurocode
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O ensaio PMT rotina na Frana
A experincia
acumulada naFrana muito
grande
Publicao de 1978
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Jean-Louis BriaudTexas A&M University
Publicado em 1992
Concentra o conhecimentointernacional sobre o assunto
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Publicao de1995
1.Perfurao com circulao de gua interna ao revestimento
2 R d f t d f
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2.Remoo da ferramenta de perfurao
3.Limpeza interna
4.Introduo do pressimetro
5.Execuo do ensaio
Pressimetro
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O processo de perfurao com rotativa o que permiteatingir os solos mais fortes
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A base terica deanlise a teoriade expanso deuma cavidade
cilndrica
PressimetroO nico ensaio que mede deformao e
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O nico ensaio que mede deformao eresistncia limite
Perfurao com tubo fendido (lanterna chinesa)Os ensaios so executados a partir do fundo do furo
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O mdulo pressiomtrico determinado com base na inclinao do trecholinear da curva;
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A presso limite determinada quando a cavidade espandida atinge odobro do volume da sonda.
Valores tpicos de presso
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a o es t p cos de p essolimite e mdulo pressiomtrico
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ENSAIO DE PALHETA IN-SITU
VANE - TEST
VSTNORMA ABNT MB - 3122
HISTRICO
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Desenvolvido na Sucia em 1919
No Brasil executado desde 1949
Em 1989 foi publicada a norma brasileira da ABNT
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EQUIPAMENTOANTIGO
Mecnico (manual)
ABNT MB 3122
Em ensaios especiais decampo a evoluo muitorpida e o desejvel usar
normas internacionais,como Eurocode e ASTM.
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Simpsiointernacional
Tampa USA -1987
Equipamento atual - eletrnico
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Equipamento atual - eletrnico
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Resultado tpico
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Resultado tpico
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Resultadostpicos
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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SENSIBILIDADE(Skempton & Northey)
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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Sensibilidade
das argilas
Os solos mais estudados do
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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Brasil Argilas tercirias de So Paulo Argilas moles do Rio de Janeiro Argilas marinhas de Santos
E as areias ?????????????????????
S com os ensaios de campo !
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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PARMETROS GEOTCNICOS
PARMETROS GEOTCNICOS
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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Resistncia
Deformabilidade
Histrico de tenses
Sensibilidade
Tempo de adensamento
ENSAIOS DE CAMPO
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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Resistncia.......CPTu, DMT, VST, PMT
DeformabilidadeDMT, PMT
Histrico de tenses...DMT
Sensibilidade..VST
Tempo de adensamento..CPTu
Resistncia ao cisalhamento dos solosSolos grossos - Areias
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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Comportamento drenadoCritrio de Mohr - Coulomb
Solos finos - ArgilasComportamento no drenado
Critrio de Tresca
Envoltria completa
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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p
Coeso e ngulo de atritoS com ensaios de laboratrio
Misturar coeso de ensaio rpido com ngulo de atritode ensaio lento muito errado !!!
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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SimpsioDMT
Washington
2006
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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INTERAO SOLO X ESTRUTURA
Deformao o condicionante fundamental
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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Deformao o condicionante fundamentalem fundaes
O ensaio de maior representatividade nas avaliaes o DMT
A expectativa de se conseguir simular a interao do solo com aestrutura com o ensaio DMT
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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Exemplo de
um edifciono Morumbi
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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TO EQUIVALENT FOOTSHADED AREA CORRESPONDS620
80
5400
235
600600
1675
565
225
615 600
1675
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TO EQUIVALENT FOOT
D
CBB
B
34870 KN 34690 KN
44110 KN
14830 KN 15090 KN
4280 KN
3300 KN
3850 KN
4420 KN
3410 KN
2970 KN
19400 KN
5230 KN
19590 KN
5160 KN
B
DA
C178
800
515
795
540
380
400
255
330
360
400
385
400
260
330
300
395
940
910
Sapata fictcia declculo
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
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COB Legenda
CM
27 Situao na Leitu26
25 Concretagem
2423 Fechamento de p22
21 13/10/0520
19 18/11/0518
17 21/12/0516
15 01/02/0614
13 02/03/06
1211 06/04/0610
9 18/05/068
7 20/06/06 - nota: h6
54
3
21
T
1S
2S
EDILAR - CONTROLE DE RECALQUES
Rua Domingos Lopes Silva
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
31/8/20
05
30/9/20
05
31/10/2
005
30/11/2
005
31/12/2
005
31/1/20
06
28/2/20
06
31/3/20
06
30/4/20
06
31/5/20
06
30/6/20
06
31/7/20
06
31/8/20
06
Perodo
Rec
alque(mm)
P19
P21
P23
P32P34
COB Legenda
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
123/131
COB g
CM
27 Situao n26
25 Concretage
24
23 Fechament
22
21 13/10/05
20
19 18/11/05
18
17 21/12/05
16
15 01/02/06
14
13 02/03/0612
11 06/04/06
10
9 18/05/06
8
7 20/06/06 -
6
5
4
32
1
T
1S
2S
EDILAR - CONTROLE DE RECAL QUES
Rua Domingos Lopes Silva
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
31/8/2005
30/9/2005
31/10/2005
30/11/2005
31/12/2005
31/1/2006
28/2/2006
31/3/2006
30/4/2006
31/5/2006
30/6/2006
31/7/2006
31/8/2006
Perodo
Recalque(mm) P1
P3
P5
P7P10
P12
RECALQUES FINAIS PREVISTOS
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
124/131
Q
-10.24mm -16,50mm
-23.10mm
-30.00mm
-6.38mm
-9,57mm-17.0mm
-23.3mm-19.5mm
-13.75mm
P21
P12
P3
P10
P1
P7
P32
P34
P19
P23
A
B
B
A
C.M.=44.72 C.M.=38.93C.M.=43.07
C.M.=39.95C.M.=85.71
C.M.=68.15
C.M.=68.15
C.M.=29.42 C.M.=48.12
C.M.=52.47
C.M.=27.77
RECALQUES FINAIS PREVISTOSSeco longitudinal
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
125/131
44.0040.0036.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00
-1.00
-3.00
-5.00
-7.00
-8.00
-6.00
-4.00
-2.00
0.00
-9.00
-10.00
-12.00
-13.00
-11.00
-15.00
-16.00
-14.00
-17.00
-18.00
-19.00
-21.00
-22.00
-20.00
-23.00
-24.00
-25.00
-27.00
-28.00
-26.00
-29.00
-30.00
Recalques(m
m)
Distncia em metrosSECO "A-A"
1500
950
1
1500
P21P7
P23 P1 P19 P34 P3
MEDIO COM 78,0% DA CARGA TOTAL
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
126/131
C.M.=21.40
-13.9mm
P21
C.M.=43.40
-17.4mm
P23
C.M.=20.70
-20.7mm
P34
C.M.=45.20-8.5mmP32
C.M.=59.4-7.2mmP12
C.M.=70.20
P10-15.1mm
C.M.=30.00-17.2mmP3
C.M.=35.80
C.M.=34.80
-21.0mmP19
C.M.=33.60
P1-20.5mm
C.M.=35.90-12.3mm
P7
MDIA DOS RECALQUES MEDIDOSX
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
127/131
3.45% 12.07% 19% 100%
-5.00
0.00
-10.00
-15.00
-20.00
-25.00
-30.00
-35.00
Carregamento
Mdia dosrecalques (mm)
27,5% 40% 49% 61% 72.5% 78%75.5%
PORCENTAGEM DO CARREGAMENTO
EVOLUO DOS RECALQUES
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
128/131
Recalques edifco Morumbi
-25,0
-20,0
-15,0
-10,0
-5,0
0,0
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Porcentagem carregada
Recalque(mm)
P1
P3
P5P7
P10
P12
P19
P21
P23
P32
P34
MEDIO COM 78,0% DA CARGA TOTAL
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
129/131
44.0040.0036.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00
-1.00
-3.00
-5.00
-7.00
SECO "A-A"
-8.00
-6.00
-4.00
-2.00
0.00 P10
P12P3P34P19P1P23P21
P7
Recalques(m
m)
Distncia em metros
-9.00
-10.00 1500
P32
-12.00
-13.00
-11.001500
-15.00
-16.00
-14.00
-17.00
-18.00
-19.00
-20.00
EVOLUO DOS RECALQUES E COMPARAOCOM A PREVISO
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
130/131
-5.00
0.00
ESCALA H=1:200ESCALA V=1:0.2
-10.00
-15.00
-20.00
-25.00
-30.00
-35.00
P12
P32P10P3P34P19P1P23P21
P7
13/10/0518/11/05
12.07%19.00%
3.45%
Recalques(mm)
Distncia em metros4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00
21/12/05
27.50%
01/02/06
40.00%
02/03/06
49.00%
06/04/06
61.00%PREVISO
0.00
72.50%
18/05/0620/06/06
03/08/06
78%75.5%
PREVISO
OBRIGADOBOM FUTEBOL !!
5/20/2018 Artigo Eng Antonio Sergio Damasco Penna
131/131
BOM FUTEBOL !!