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Fundações 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações Prof. Maílson Scherer Mestre em Engenharia Civil – PPGEC/UFRGS E-mail – mailson.scherer@uniritter.edu.br 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 2 8. ALGUMAS ORIENTAÇÕES DE PROJETO 8.1. NÚMERO DE GOLPES PARA FUNDAÇÃO SUPERFICIAL ▪ Embora não haja indicações normativas quanto ao número de golpes SPT indicados para implantação de fundações superficiais, alguns autores sugerem: ✓ Evitar solos com NSPT < 10 golpes; ✓ Adequado em solos com 10 ≤ NSPT < 20; ✓ Ideal em solos com NSPT ≥ 20; ✓ Não construir sobre aterros. 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 3 8. ALGUMAS ORIENTAÇÕES DE PROJETO 8.1. NÚMERO DE GOLPES PARA FUNDAÇÃO SUPERFICIAL ▪ Embora não haja indicações normativas quanto ao número de golpes SPT indicados para implantação de fundações superficiais, alguns autores sugerem: ✓ Evitar solos com NSPT < 10 golpes; ✓ Adequado em solos com 10 ≤ NSPT < 20; ✓ Ideal em solos com NSPT ≥ 20; ✓ Não construir sobre aterros. ✓ Dimensões muito elevadas para os elementos de fundação; ✓ Prováveis problemas por recalques. 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 4 8.2. OCORRÊNCIA DE TRAÇÃO NA FUNDAÇÃO ▪ Para elevadas excentricidades no carregamento, existe a possibilidade de ocorrência de “tração” na base do elemento de fundação; 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 5 8.2. OCORRÊNCIA DE TRAÇÃO NA FUNDAÇÃO ▪ Para elevadas excentricidades no carregamento, existe a possibilidade de ocorrência de “tração” na base do elemento de fundação; ▪ Conforme a NBR 6122:2019, ao menos 2/3 da área da base deve estar sob compressão; 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 6 8.2. OCORRÊNCIA DE TRAÇÃO NA FUNDAÇÃO ▪ Para elevadas excentricidades no carregamento, existe a possibilidade de ocorrência de “tração” na base do elemento de fundação; ▪ Conforme a NBR 6122:2019, ao menos 2/3 da área da base deve estar sob compressão; ▪ Sugere-se, sempre que possível, evitar a ocorrência de tração: ✓ Alterando as dimensões; ✓ Utilizando vigas de equilíbrio em situações de divisa. Viga de equilíbrio Pilar de divisa Pilar interno 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 7 8.3. PRESCRIÇÕES SOBRE AS DIMENSÕES DA BASE ▪ Conforme a NBR 6122:2019, a dimensão mínima de um elemento de fundação superficial, em planta, é de 60cm; 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 8 8.3. PRESCRIÇÕES SOBRE AS DIMENSÕES DA BASE ▪ Conforme a NBR 6122:2019, a dimensão mínima de um elemento de fundação superficial, em planta, é de 60cm; ▪ Geralmente busca-se respeitar, para a base da sapata, a relação entre lados do pilar. É sugerido atender L/B ≤ 2.5. L B lp bp 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 9 8.3. PRESCRIÇÕES SOBRE AS DIMENSÕES DA BASE ▪ Conforme a NBR 6122:2019, a dimensão mínima de um elemento de fundação superficial, em planta, é de 60cm; ▪ Geralmente busca-se respeitar, para a base da sapata, a relação entre lados do pilar. É sugerido atender L/B ≤ 2.5. ▪ Alternativamente, pode-se dimensionar a base de tal forma que resulte com abas (d) iguais em ambas direções, atendendo às relações: A = BL L = B + lp − bp ÁREA DA BASE COMPRIMENTO DA SAPATA L B lp bp d d 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 10 EXERCÍCIO 12 Considerando o perfil de solo ilustrado, para os quais são apresentados os resultados do ensaio SPT, dimensionar os seguintes elementos de fundação empregando o método semi-empírico de Teixeira e Godoy (1999). Considerar uma cota de assentamento de 1m. a) Sapata isolada quadrada com uma carga centrada Nk = 225kN; b) Sapata isolada retangular com abas iguais (pilar 30x50cm) com Nk = 600kN e Mk = 60kNm (Direção de L) 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 11 9. VIGAS DE EQUILÍBRIO ▪ Em pilares situados na divisa do terreno, por questões construtivas, os mesmos apresentam sua face coincidindo com a face da sapata; 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 12 9. VIGAS DE EQUILÍBRIO ▪ Em pilares situados na divisa do terreno, por questões construtivas, os mesmos apresentam sua face coincidindo com a face da sapata; ▪ Essa situação conduz a uma grande excentricidade, o que aumenta significativamente tensão de compressão junto à divisa; 𝒆 Centro geométrico da sapata 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 13 9. VIGAS DE EQUILÍBRIO ▪ Em pilares situados na divisa do terreno, por questões construtivas, os mesmos apresentam sua face coincidindo com a face da sapata; ▪ Essa situação conduz a uma grande excentricidade, o que aumenta significativamente tensão de compressão junto à divisa; ▪ Além da tensão de compressão elevada, a excentricidade provocará, ainda, tração no bordo interno, normalmente extrapolando os limites tolerados pela NBR 6122:2019. 𝒆 Centro geométrico da sapata 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 14 Nesta situação deve-se utilizar a chamada viga de equilíbrio (ou viga alavanca), cuja função é absorver o momento causado pela excentricidade da carga. 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 15 ▪ Para o dimensionamento da sapata e da viga, emprega-se o modelo de cálculo ilustrado. P1 P2 R1 = P1 + ∆P R2 𝑒 𝑑 B L 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 16 ▪ Para o dimensionamento da sapata e da viga, emprega-se o modelo de cálculo ilustrado. OBSERVAÇÕES: ✓ A reação R1 atua de forma centrada na sapata ✓ O balanço devido à excentricidade causa um aumento no valor de R1 ✓ O balanço devido à excentricidade causa um alívio de carga em P2 P1 P2 R1 = P1 + ∆P R2 𝑒 𝑑 B L 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 17 ROTEIRO: a) Partir da relação L = 2B e ΔP = 0, definindo a área (A) inicial da sapata; P1 P2 R1 = P1 + ∆P R2 𝑒 𝑑 B L 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 18 ROTEIRO: a) Partir da relação L = 2B e ΔP = 0, definindo a área (A) inicial da sapata; b) Com o valor de B fixado, determina- se e e ΔP = P1 . (e/d) P1 P2 R1 = P1 + ∆P R2 𝑒 𝑑 B L 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 19 ROTEIRO: a) Partir da relação L = 2B e ΔP = 0, definindo a área (A) inicial da sapata; b) Com o valor de B fixado, determina- se e e ΔP = P1 . (e/d) c) Obtido ΔP, recalcula-seR1 = P1 + ΔP e redimensiona-se a área A P1 P2 R1 = P1 + ∆P R2 𝑒 𝑑 L B 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 20 ROTEIRO: a) Partir da relação L = 2B e ΔP = 0, definindo a área (A) inicial da sapata; b) Com o valor de B fixado, determina- se e e ΔP = P1 . (e/d) c) Obtido ΔP, recalcula-se R1 = P1 + ΔP e redimensiona-se a área A d) A partir de B já fixado no passo (a), recalcula-se L para atender a área A do passo (c) P1 P2 R1 = P1 + ∆P R2 𝑒 𝑑 B L 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 21 ROTEIRO: P1 P2 R1 = P1 + ∆P 𝐑𝟐 𝐁 𝐋 ✓ Se for atendida a relação L/B ≤ 2.5, pode-se considerar o dimensionamento finalizado. Caso contrário, aumenta-se a dimensão B. ✓ A norma NBR 6122:2019 permite considerar até 50% do alívio de carga no pilar interno causado pelo balanço. Normalmente, à favor da segurança, desconsidera-se esse alívio de carga. ✓ Para a viga de equilíbrio, realizar o dimensionamento à flexão e ao esforço cortante (concreto armado). Alívio de carga em P2 3 - Fundações Superficiais (Parte 5) Centro Universitário Ritter dos Reis - UniRitter Curso de Engenharia Civil Disciplina de Fundações 22 EXERCÍCIO 13 Dimensionar a sapata de divisa para o pilar P1 sabendo que o solo apresenta uma tensão admissível qADM = 250kN/m². O pilar em questão apresenta dimensões 20x20cm e é submetido a uma carga vertical Nk = 950kN. A distância do eixo de P1 ao eixo do pilar interno é l = 4m.
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