Calculadora de Empuxo Ativo (Rankine)

Calculadora de Empuxo Ativo (Rankine) | Ferramenta online grátis | Elysia Tools

Guia de uso da ferramenta

Veja quando usar esta ferramenta, o que ela suporta e como os usuários a aplicam.

Fatos principais

Categoria: Math & Numbers
Tipos de entrada: number
Tipo de saída: json
Cobertura de exemplos: 4
API pronta: Sim

Visão geral

Esta calculadora de empuxo ativo utiliza a teoria de Rankine para determinar a pressão lateral exercida por solos sem coesão sobre muros de arrimo verticais e lisos. Insira o ângulo de atrito do solo, a altura do muro, o peso específico e, opcionalmente, uma sobrecarga uniforme para obter instantaneamente o coeficiente de empuxo ativo, a pressão na base, a força total resultante e a altura da linha de ação da resultante.

Quando usar

No dimensionamento de muros de arrimo verticais e lisos contendo solos granulares sem coesão.
Durante a fase de pré-dimensionamento geotécnico para estimar a força de empuxo ativo lateral e sua linha de ação.
Para avaliar o impacto de sobrecargas uniformes na superfície do aterro sobre a estabilidade do muro.

Como funciona

1Insira o ângulo de atrito interno do solo (phi), a altura do muro (H) e o peso específico do solo (gamma).
2Se aplicável, adicione o valor da sobrecarga uniforme (q) aplicada na superfície do solo.
3A ferramenta calcula o coeficiente de empuxo ativo Ka, a pressão na base do muro, a força resultante total e a altura de aplicação da resultante a partir da base.

Casos de uso

Projetos de muros de gravidade ou flexíveis em solos arenosos.
Verificação rápida de cálculos manuais de empuxo de terra para estudantes e engenheiros civis.
Análise de sensibilidade do empuxo ativo variando o ângulo de atrito ou a sobrecarga do terreno.

Exemplos

1. Dimensionamento de Muro de Arrimo Padrão

Engenheiro Civil

Contexto

Um engenheiro precisa calcular o empuxo ativo para um muro de arrimo de 5 metros de altura que suportará um aterro de areia limpa.

Problema

Determinar a força total do solo e a pressão na base sem sobrecarga adicional.

Como usar

Insira o ângulo de atrito phi = 30, altura H = 5 e peso específico gamma = 18 nos campos correspondentes.

phi = 30, H = 5, gamma = 18, decimalPlaces = 4

Resultado

O coeficiente K_a obtido é 0,3333, a pressão na base é 30 kPa, a força total resultante é 75 kN/m e atua a 1,667 m da base.

2. Análise de Muro com Sobrecarga de Tráfego

Projetista Geotécnico

Contexto

Um muro de 5 metros de altura receberá uma sobrecarga uniforme de 10 kPa na superfície devido ao tráfego local.

Problema

Calcular o acréscimo de empuxo e a nova posição da resultante devido à sobrecarga.

Como usar

Insira phi = 30, H = 5, gamma = 18 e adicione a sobrecarga q = 10.

Perguntas frequentes

O que é o coeficiente de empuxo ativo (K_a)?

É um fator adimensional que relaciona a pressão vertical com a pressão horizontal ativa do solo, calculado como tan²(45° - φ/2).

Esta calculadora suporta solos coesivos?

Não, esta ferramenta é baseada estritamente na teoria de Rankine para solos sem coesão (solos granulares).

Como a sobrecarga (q) afeta o empuxo total?

A sobrecarga adiciona uma pressão uniforme constante ao longo de toda a altura do muro, aumentando a força resultante e elevando a altura da linha de ação.

Onde é aplicada a força resultante do empuxo?

Sem sobrecarga, a resultante atua a H/3 da base. Com sobrecarga, a altura da resultante é recalculada considerando a distribuição retangular e triangular combinada.

Quais unidades de medida devem ser utilizadas?

Utilize graus para o ângulo de atrito, metros para a altura, kN/m³ para o peso específico e kPa para a sobrecarga.

phi = 30, H = 5, gamma = 18, q = 10, decimalPlaces = 4

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Fatos principais

Visão geral

Quando usar

Como funciona

Casos de uso

Exemplos

1. Dimensionamento de Muro de Arrimo Padrão

2. Análise de Muro com Sobrecarga de Tráfego

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