Atividade 2 - sapatas rígidas sob carga centrada e dos blocos sobre duas estacas

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Atividade 2 – Unidade de Estudo 3 
“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.” 
 
Para o dimensionamento de sapatas e blocos devemos seguir um passo a 
passo para calcular o seu dimensionamento e formato. Deve-se primeiramente 
determinar as cargas atuantes, identificando todas as cargas que serão transferidas 
para as sapatas ou blocos, calculando as cargas totais e considerando todas as ações 
verticais e horizontais, tais como peso próprio da estrutura, cargas permanentes, 
cargas acidentais, vento, sismos entre outras. 
Posteriormente, devemos determinar a propriedade do solo, realizando um 
estudo geotécnico, para verificar a capacidade de carga que o mesmo suporta, sua 
coesão, módulo de deformabilidade, entre outros. Importante verificar a 
homogeneidade ou se existem camadas com diferentes propriedades. 
Classifica-se como rígidas as sapatas que atendem às seguintes condições 
para as duas direções: 
 
No qual: h = altura da sapata; A = maior dimensão da sapata; ap = dimensão do pilar 
na direção de maior dimensão; B = menor dimensão da sapata; bp = dimensão do pilar 
na direção de menor dimensão. 
As sapatas rígidas sob carga centrada, tem a atuação da carga do pilar 
coincidindo com o centro da sapata, distribuindo assim a carga nas duas direções. São 
o tipo mais usual nas construções, pois permitem que sejam utilizadas diversas 
formas, sendo a cônica retangular a mais comum, em função do menor consumo de 
concreto e fôrmas. 
Para o dimensionamento das sapatas rígidas sob carga centrada, deve-se: 
 - Determinar o carregamento atuante sobre a sapata, considerando a carga 
permanente (peso da estrutura) e a carga variável (carga de uso, vento, etc.). 
- Conhecer as características do solo, como a resistência à compressão, a coesão e a 
ângulo de atrito. 
- Definir a área da sapata em planta. 
- Determinar a área de cada sapata dividindo a carga aplicada pela capacidade de 
carga do solo, considerando um fator de segurança. 
- Definir a geometria das sapatas, considerando a forma retangular, circular ou 
trapezoidal, dependendo das restrições de espaço e das condições do solo. 
- Verificar se a tensão de contato entre a sapata e o solo está dentro dos limites 
permitidos. 
 
Os blocos são estruturas de concreto construídas sobre as estacas. É utilizado 
para transferir às estacas as cargas dos pilares da construção. Os blocos podem ser 
classificados em rígidos e flexíveis, utilizando o mesmo critério anteriormente citado, 
com relação à altura. 
Recomenda-se a utilização do método das bielas e tirantes para o 
dimensionamento dos blocos, quando se trata de blocos rígidos. 
“Consiste em admitir uma treliça espacial no interior do bloco, no qual as barras 
tracionadas situadas no plano médio das armaduras são chamadas de tirantes e as 
barras comprimidas são chamadas de bielas, sendo que esses elementos se 
interceptam nos eixos das estacas e em um ponto do pilar." 
Os blocos devem cercar tanto o pilar quanto as estacas. Deve haver uma 
distância mínima adequada entre as estacas, pois assim auxiliam na transmissão dos 
esforços, podendo ser adotadas as seguintes condições. 
Distância entre os eixos das estacas (a): estacas pré-moldadas: 2,0.Øe a 2,5. 
Øe; estacas moldadas no local: 3,0.Øe. 
Distância entre a face da estaca e a extremidade do bloco: a menor distância 
utilizada geralmente é igual a 15 centímetros. 
Altura útil (d): é determinada em função do ângulo de inclinação das bielas do 
bloco e depende do dimensionamento de cada tipo de bloco. É importante que a altura 
útil seja maior que o comprimento de ancoragem (lb), que pode ser determinado de 
forma análoga às sapatas. 
Penetração das estacas no bloco (d’): deve ser maior ou igual a 5 centímetros. 
Altura dos blocos (h): a altura do bloco deve respeitar a condição imposta para 
que seja considerado um bloco rígido, além de permitir a ancoragem do pilar. Não é 
recomendado que os blocos apresentem altura menor que 30 centímetros. 
 
Largura dos blocos (L): deve seguir a condição: 
 
Em que: a = distância entre os eixos das estacas; diâmetro das estacas = 
diâmetro das estacas; 15 = distância entre a face da estaca e a extremidade do bloco. 
Para o dimensionamento dos blocos sobre duas estacas, deve-se: 
- Calcular a carga atuante sobre cada estaca considerando a carga total e o número 
de estacas. 
- Determinar a área de influência de cada estaca considerando a capacidade de carga 
do solo e a distribuição da carga. 
- Definir a geometria do bloco com o método das bielas e tirantes, considerando o 
número de estacas, espaçamento entre elas e dimensões do bloco. 
- Verificar se a tensão de contato entre o bloco e o solo está dentro dos limites 
permitidos.