4 tipos de parâmetros para calcular um muro de arrimo

Confira, neste artigo, 4 tipos de parâmetros para calcular um muro de arrimo.

Como já falamos no nosso último artigo sobre muros de arrimo, seu projeto deve ser elaborado com muita cautela.

Não é raro ver estruturas desse tipo colapsadas, muitas vezes por erros de construção, mas também por erros de projeto.

Por isso, neste artigo vamos conferir quais são os parâmetros que o engenheiro precisa saber para dimensionar um muro de arrimo.

Confira os 4 tipos de parâmetros que você deve saber para projetar seu muro de arrimo.

1) Parâmetros Geotécnicos

• Peso específico natural
• Peso específico saturado
• Ângulo de atrito
• Coesão
• Cota da profundidade de cada solo

Os parâmetros geotécnicos são dados muito importantes no cálculo das tensões que atuarão sobre o muro.

O peso específico, seja ele natural (sem a presença de água) ou saturado (com a presença de água), é uma unidade volumétrica de peso, isto é, é medido em kN/m³.

O que é mais perigoso se eu errar algum parâmetro?

Não saber com exatidão qual é o peso específico dos solos a montante da estrutura não é tão prejudicial do ponto de vista do dimensionamento, quando comparado ao nível de água.

Uma diferença de 2 kN/m³ entre o peso específico real e o estimado pode provocar uma diferença de 5-10% no valor do momento atuante na base de um muro de 3 metros de altura.

Consegue entender a importância dos pesos específicos em um muro relativamente comum?

Errar em 50 centímetros o nível do lençol freático para menos pode causar uma redução de 30-45% do valor do momento na base do mesmo muro de 3 metros de altura.

Assim, uma maneira razoável de estimar os parâmetros é usar o quadro 1, que associa a quantidade de golpes obtidos do ensaio de sondagem por percussão à consistência e ao peso específico aproximado dos solos argilosos.

Já o quadro 2 associa a quantidade de golpes obtidos no ensaio de sondagem por percussão à consistência e ao peso específico dos solos arenosos.

Esses valores de peso específico foram obtidos através de correlações empíricas, então possui o seu uso limitado a estudos preliminares

Portanto, você pode perceber pela tabela que a coesão, medida em kPa (kN/m²), e o ângulo de atrito, medido em graus, são os dois fatores responsáveis pela resistência ao cisalhamento do solo.

Simplificadamente, o ângulo de atrito pode ser definido como o ângulo a partir do qual uma camada de solo se desliza sobre a outra.

Veja esse exemplo interessante sobre o ângulo de atrito interno.

Um exemplo interessante é como a areia é armazenada em depósitos de construção civil.

Você consegue observar claramente o ângulo que ela faz com a vertical.

Esse ângulo é o de atrito interno. A figura 1 ilustra esse parâmetro.

Já a coesão pode ser definida como a capacidade do solo de se manter coeso (unido) em forma de torrões ou blocos.

A Figura 2 representa uma animação de uma camada de solo se deslizando sobre outra (tensão de cisalhamento superior à tensão de cisalhamento de ruptura do solo).

2) Parâmetros geométricos

Além dos parâmetros básicos, como, por exemplo, as dimensões da seção transversal das vigas e dos pilares, é necessário saber quantas vigas e quantos pilares serão necessários para suportar os esforços atuantes.

No entanto, sabendo-se a quantidade de panos de alvenaria, a largura desses panos e o comprimento total do muro, também é possível definir a quantidade de pilares e essa será a ideia que utilizaremos em nossa super planilha.

Quanto maior for a quantidade de pilares, menores serão os esforços que cada pilar terá de suportar, devido à redução de sua área de influência.

Além disso, com mais pilares, o vão das vigas diminui, reduzindo a taxa de armadura desses elementos.

Uma análise econômica para determinar qual a quantidade de pilares e vigas é a mais econômica, sem comprometer a segurança, pode ser realizada.

Com a nossa planilha, o usuário não irá precisar se preocupar em ter que recalcular todos os esforços se decidir substituir a quantidade de vigas ou pilares.

Desse modo, por meio de programação em VBA, o software refaz todos os cálculos necessários em questão de segundos, garantindo produtividade em seus projetos.

3) Parâmetros de carga

Saber quais são as cargas que atuam gerando esforços no muro é de extrema importância no dimensionamento das vigas e dos pilares do muro.

• Além das tensões horizontais que o solo exerce sobre o muro, há também os esforços devidos à sobrecarga existente a montante do muro, de peso próprio da estrutura, da alvenaria de fechamento e revestimento.

Esses parâmetros são essenciais para o dimensionamento adequado da estrutura de contenção.

• Calcular as tensões que o solo exerce no muro e os esforços que cada elemento recebe pode ser um pouco desafiador, sobretudo se houver várias estratificações com níveis distintos.
• Desse modo, nosso programa será útil nesse sentido, pois contará com entrada de dados, que são os parâmetros geotécnicos de cada solo e os parâmetros geométricos da estrutura, e retornará os esforços em cada elemento em questão em segundos.
• O memorial de cálculo gerado pela planilha pode servir para conferências manuais, embora não seja de fato necessário conferir nada.
• Nele, além de outras informações, será possível conferir o perfil de tensões horizontais atuantes no solo, com nível de água.

Portanto, se você quiser saber com mais detalhes como determinamos as cargas que atuam nos elementos de um muro de arrimo de flexão tipo grelha, consulte nosso e-book gratuito sobre o cálculo dos esforços atuantes em estruturas de contenção.

4) Parâmetros estruturais

1. Com relação aos parâmetros estruturais, o projetista precisa saber qual será o fck do concreto a ser utilizado nos elementos estruturais, quais diâmetros de armadura serão adotados, como essa armadura estará disposta nas vigas e nos pilares, além do cobrimento.
2. Além de todos esses dados, o projetista precisa fazer uma série de verificações propostas pela ABNT NBR 6118-14, como, por exemplo, armadura mínima, espaçamento horizontal e vertical (no caso de armadura de tração com dupla camada) entre as armaduras.
3. Com relação à fundação, é necessário definir quantas estacas, qual o diâmetro e a profundidade que serão necessários para suportar as solicitações que são recebidas dos blocos de coroamento.
4. Além disso, o bloco de coroamento precisa ter dimensões suficientes para que a armadura do pilar seja devidamente ancorada, além de receber as estacas.
5. Soma-se a isso a armadura dos blocos de coroamento: precisa ser bem dimensionada porque, além de armaduras nas regiões tracionadas, eles precisam resistir a esforços de fendilhamento.

Então, resumindo, você precisa tomar nota dos parâmetros  geotécnicos, geométricos, de carga e estruturais.

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Cálculo de Esforços em Muros de Arrimo

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Sucesso!

Marcus Nóbrega Gomes Júnior

Mestre e Doutor em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela USP – São Carlos. Vencedor do Prêmio Tese Destaque de teses da USP (2024) e autor de diversos artigos nacionais e artigos internacionais. Pesquisador de Pós-Doutorado II na University of Arizona, Department of Hydrology and Atmospheric Sciences, USA. Engenheiro civil formado pela Universidade Estadual de Maringá. Fundou o canal Engenheiro Planilheiro em 2017 após perceber que suas planilhas poderiam dar uma contribuição real para diversos engenheiros, arquitetos e profissionais da área, contando com mais de 100 mil planilhas já baixadas e diversos clientes atendidos no Brasil e no mundo.

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