ATIVIDADE 3 - ESTRUTURAS DE CONCRETO ESPECIAIS

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direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 03/05/2023, 16:40:12
ESTRUTURAS DE CONCRETO ESPECIAIS – EAD 
ATIVIDADE 3 
ALUNO: MARCELO ALVES CORRÊA 
 
 
As fundações são elementos de grande importância para uma edificação, pois são a 
base de sustentação, com a função de transmitir as cargas atuantes para o solo. Esses 
elementos estruturais são divididos em dois grupos: rasas e as fundações profundas. As 
fundações rasas compreendem as sapatas e os blocos de coroamento, enquanto as 
fundações profundas compreendem as estacas e os tubulões. As sapatas são elementos 
que se apoiam diretamente sobre o solo, já os blocos são considerados elementos de 
transição, transmitindo as cargas do pilar diretamente para as estacas ou para os tubulões. 
 
Elabore um roteiro de cálculo detalhado a respeito do dimensionamento das 
sapatas rígidas sob carga centrada e dos blocos sobre duas estacas, dando ênfase para a 
definição da geometria. 
 
Sapata é um elemento da fundação superficial dimensionado de modo que as tensões 
de tração resultantes resistam através de uma armadura disposta com essa finalidade, sendo 
produzido com concreto armado. A fundação superficial é também chamada de rasa ou 
direta. Sua definição se dá como: elemento de fundação em que a carga é transmitida ao 
terreno pelas tensões distribuída sob a base da fundação, e a profundidade de assentamento 
em relação ao terreno adjacente a fundação é inferior a duas vezes a menor dimensão da 
fundação. 
Quanto ao dimensionamento, as fundações superficiais devem ser definidas por meio 
de dimensionamento geométrico e de cálculo estrutural. Observando que a sapata é armada 
apenas em sua parte inferior (onde há tração). Atentar para não confundir "Sapata" com 
"bloco" de fundação". 
O bloco de fundação tem a função de unir estacas ou de resistir a esforços de flexão, 
diferente das sapatas, que tem a função de transmitir os esforços gerados pela edificação para 
o solo. 
 
 Figura 1: Sapata e bloco apoiado sobre duas estacas 
 
Fonte: Apostila da disciplina de Estruturas de Concreto III, do curso de Engenharia Civil da 
Universidade Estadual Paulista - UNESP – Campus de Bauru/SP 
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ESTRUTURAS DE CONCRETO ESPECIAIS – EAD 
ATIVIDADE 3 
ALUNO: MARCELO ALVES CORRÊA 
 
 
 
Memorial para dimensionamento de SAPATAS: 
 
Para demonstrar o passo a passo, será considerada uma sapata isolada, que recebe 
250 KN de carga e momento de 60 KN.cm, o solo possui tensão admissível de 200 KPa, e a 
seção do pilar é 15 x 30 cm. 
 
No exemplo será considerado um acréscimo de 10% à carga para representar o peso 
da fundação. 
 
1º CÁLCULO DA ÁREA: 
A área da sapata pode ser definida facilmente através da fórmula de tensão: 
 
 2º DETERMINAR O VALOR DE “B”: 
 
 Com a área e as dimensões do pilar em mãos, a menor dimensão da sapata pode ser 
obtida através da equação desenvolvida no método dos balanços iguais, utilizada para o caso 
de se obter uma sapata retangular. 
 
3º DETERMINAR O VALOR DE “L”: 
 
Para encontrar a maior dimensão da sapata, existem duas opções bastante simples: 
 
Por norma, a menor dimensão aceita para sapatas é de 60 cm, o que neste casso não 
ocorreu. 
 
4º VERIFICAR AS DIMENSÕES: 
 
Definindo a dimensão da sapata em 125 x 110 cm, agora será necessário realizar a 
sua conferência. Caso deseje ter um pouco mais de segurança, pode-se aumentar um pouco 
as dimensões, visto que no exemplo não houve margem de folga. Dado que a nossa sapata 
sofre a influência do momento, é necessário considerar a excentricidade das cargas geradas, 
verificando se ela está no núcleo de inércia. 
 
 
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Passado no teste de excentricidade, é aplicada a equação simplificada para obtenção 
das tensões mínima e máxima na sapata. 
Como o que queremos verificar é se a tensão máxima irá ultrapassar a tensão 
admissível, não há necessidade de calcular a mínima. 
 
 
Visto que a excentricidade causou um aumento muito baixo, o valor arredondado foi 
igual à tensão do solo. Porém, a fim de se obter uma certa folga no dimensionamento, iremos 
aumentar ambas as dimensões da sapata em 5 cm e refazer o último cálculo. 
 
Como agora o resultado foi inferior à tensão admissível do solo, conclui-se que a 
dimensão adequada para a sapata é de 130 x 115 cm. Esse é o procedimento para identificar 
as dimensões da base de uma sapata, posteriormente, é necessário calcular as alturas e a sua 
armadura. 
 
5º DETERMINAR AS ALTURAS 
 
Agora precisamos determinar as alturas H e h da sapata, que são mostradas na 0
imagem a seguir: 
 
A dimensão H é obtida da seguinte expressão: 
 
 
Por questões de execução, a altura H escolhida é de 40 cm. A altura h é definida 0
entre 1/3 e ½ de H, assim sendo, foi determinado o valor de 20 cm. 
A sapata do nosso exemplo fica com as seguintes dimensões: 
 
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Blocos sobre 2 estacas: 
 
 
 
Ângulo de inclinação da biela: 
 
Resultante de compressão na biela e força de tração na armadura principal: 
 
Por equilíbrio de forças do nó junto à estaca: 
 
onde: 
 
D é a resultante de compressão na biela junto à estaca 
T é a resultante de tração de cálculo no tirante 
Rest é a reação na estaca mais carregada 
(valor de cálculo para a combinação de ações analisadas) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Por fim, a área da armadura principal de tração é calculada por: 
 
 
Onde f é a resistência de cálculo ao escoamento yd
 
 
 
Verificação das tensões de compressão atuantes na biela: 
 
Para evitar o esmagamento da biela diagonal, deve-se limitar as tensões de compressão 
atuantes na mesma. 
 
Junto ao pilar: 
 
Onde A é a área da biela b
 
Onde A é a área da seção transversal do pilar p
Junto à estaca: 
 
 
O cálculo é análogo: divide-se a resultante na biela pela área da mesma junto à estaca: 
 
Onde A é a área da seção transversal da estaca est
 
As tensões de compressão nas bielas devem estar limitadas à: 
 
 
Junto ao PILAR 
 
Junto à ESTACA