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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/342217676 A Utilização da Fundação do Tipo Radier Conference Paper · November 2016 CITATIONS 2 READS 10,167 5 authors, including: Wilson Ramos Aragão Júnior Federal University of Pernambuco 56 PUBLICATIONS 52 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Wilson Ramos Aragão Júnior on 17 June 2020. 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Uma obra de edificação composta por um conjunto de elementos denominados superestrutura e infraestrutura. Fundações mal concebidas ou mal projetadas podem aumentar drasticamente o custo total do edifício, além de prejudicar a execução da obra. Nas últimas décadas, o avanço no setor da construção civil possibilitou a promoção da utilização de fundações do tipo radier como recurso construtivo em obras. Assim, esse artigo teve como objetivo estudar a utilização da fundação do tipo radier nas obras de construção civil. São apresentados aspectos relacionados às fundações rasas do tipo radier em concreto armado e protendido, explorando suas características em relação à classificação, à aplicação de acordo com o tipo de edificação e o maciço de solo a ser utilizado, ao desempenho e às peculiaridades do processo executivo. Para isso, foram aplicados a engenheiros questionários relacionados os comparativos aos inúmeros aspectos da utilização e da necessidade do radier, além da contribuição da literatura de vários autores sobre as características desse tipo de fundação. Partindo-se desses questionamentos, ao responder as indagações propostas e compará-las com a literatura existente, o trabalho contribui apresentando um comparativo entre a utilização do radier e de outras fundações, apontando através dessa comparação a viabilidade econômica e executiva e capacidade da fundação do tipo radier de atender a solos com baixa capacidade de carga. Além disso, o presente trabalho acrescenta à comunidade científica, uma vez que serve de consulta àqueles que se interessarem sobre o tema. Palavras-Chave: Fundação; radier; concreto armado; concreto protendido. INTRODUÇÃO O setor da construção civil é um dos grandes responsável pela constante evolução e pelo desenvolvimento da sociedade, pois envolve inúmeras atividades de prestações de serviços. Logo, este mercado apresenta consideráveis fatores que colaboram para o progresso da economia de um país. Uma edificação é composta de várias etapas construtivas. A fase produtiva denominada de estrutura tem a função de manter a forma e de sustentar uma edificação, devendo ser capaz de suportar e de resistir a todos os esforços oriundos, tanto pelo peso próprio, como também pelos ocupantes, pelo vento e pelas sobrecargas (FUSCO, 1978). O conjunto dos elementos da estrutura pode ser subdividido em dois subconjuntos, denominados de superestrutura e de infraestrutura. O primeiro, superestrutura, corresponde aos elementos estruturais que estão acima do nível do solo, ou seja, pilares, vigas e lajes, que são responsáveis por receber as cargas atuantes permanentes e variáveis. Já a infraestrutura é constituída pelos elementos de fundação que transferem o seu peso próprio e os carregamentos oriundos da superestrutura para o solo (FUSCO, 1978). Toda superestrutura necessita de uma base sólida e estável para ser apoiada. A contínua evolução dos métodos construtivos exige, também, o constante acompanhamento do desenvolvimento dos elementos que promovem estabilidade da obra. Assim, a fundação é o elemento construtivo destinado a garantir a estabilidade da edificação, recebendo o esforço total e o distribuindo ao solo, logo é a primeira parte da estrutura a ser construída. De acordo com Barros (2008), fundações bem projetadas correspondem de três a 10% do custo total do edifício. Porém, se forem mal concebidas e mal projetadas, podem atingir de cinco a dez vezes o custo da fundação mais apropriada para o caso. Devido ao crescimento da população urbana se faz cada vez mais necessário o desenvolvimento de novos métodos construtivos, por meio de estruturas mais econômicas e de simples execução. Uma destas é a laje apoiada no solo, comumente conhecida como radier, que, inicialmente, era utilizada somente em edifícios de pequeno porte, mas que atualmente é utilizado em edificações de grande porte devido o surgimento da tecnologia de protensão com cordoalhas. Atenta-se que, antes de iniciar a construção, deve ser dada atenção aos fatores que influenciam diretamente no dimensionamento do radier, como por exemplo o solo, as cargas e o processo executivo (DÓRIA, 2007). O presente artigo tem como objetivo estudar a utilização da fundação do tipo radier nas obras de construção civil, explorando os tipos, as qualidades e o processo executivo, coletados através de revisão da literatura, de pesquisa semiestruturada qualitativa e de análise de dados. Foram realizadas duas entrevistas individuais, uma com um engenheiro civil responsável pelo projeto, pela execução e pelafiscalização de obras de fundações e outra com um engenheiro civil que leciona na área de dimensionamento de estrutura, respectivamente, Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 – IFS 2 mencionados no decorrer do texto como “ENG1” e “ENG2”. A partir da análise das entrevistas foram escolhidas três categorias de estudo que representam tópicos relacionados ao tema estudado no artigo, sendo elas: os critérios que influenciam na escolha da fundação do tipo radier, os aspectos do solo que determinam a seleção do radier como solução e a diferença no comportamento estrutural do radier em concreto armado (CA) e concreto protendido (CP). Para Duarte (2005), a vantagem deste exemplo de entrevista é a capacidade de representar uma estrutura para confrontar as respostas e os resultados com a literatura, permitindo a sistematização das informações fornecidas por diversos informantes. Ainda segundo o autor, as categorias são estruturas analíticas construídas pelo pesquisador que reúne e organizam o conjunto de informações obtidas a partir do fracionamento e da classificação em temas autônomos, mas inter-relacionados. FUNDAÇÕES EM RADIER O estudo de toda fundação compreende basicamente em duas partes essencialmente distintas, o cálculo das cargas atuantes sobre a fundação e o estudo do terreno (CAPUTO, 1988). Para Velloso e Lopes (2004) as fundações são convencionalmente separadas em dois grandes grupos: fundações profundas; fundações superficiais (ou rasas ou diretas). A seguir têm-se as definições apresentadas pela Norma Brasileira (NBR) 6122 (ABNT, 2010): a) Fundações Profundas: entende-se pelo elemento de fundação que transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, e que está assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3,0 m, salvo justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões, os caixões, etc (ABNT, 2010). b) Fundações Superficiais: classifica-se como aquelas em que a carga é transmitida ao solo, predominantemente pelas tensões distribuídas sob a base do elemento estrutural de fundação, estando assente a uma profundidade inferior a duas vezes o valor da menor dimensão do elemento estrutural da fundação. Ainda de acordo com a NBR 6122 (ABNT, 2010), os elementos de fundação superficial (Figura 1) que se enquadram nesta definição são: • Sapatas isoladas: elementos de concreto armado dimensionados de forma que as tensões de tração geradas não sejam resistidas pelo concreto e sim pelo aço; • Sapatas associadas: sapata comum a vários pilares cujos centros gravitacionais não estejam situados no mesmo alinhamento; • Sapatas corridas: sapata sujeita a ação de uma carga distribuída linearmente; • Vigas de fundação: elemento de fundação comum a vários pilares cujos centros gravitacionais estejam situados no mesmo alinhamento; • Blocos: elementos de grande rigidez executados com concreto simples ou ciclópico, portanto, não armados, dimensionados de modo que as tensões de tração produzidas sejam resistidas unicamente pelo concreto; • Radier: fundação superficial que abrange todos os pilares de uma determinada. Figura 1 – Fundações superficiais. Fonte: Velloso e Lopes (2004). A NBR 6122 (ABNT, 2010) classifica radier como um elemento de fundação superficial que abrange todos os pilares da obra ou carregamentos distribuídos, por exemplo: tanques, depósitos, silos, etc. (Figura 2). A fundação em radier pode ser executada em CA ou CP. Esse tipo de fundação pode ser utilizado em diferentes tipos de solo, pois a carga recebida da superestrutura é distribuída uniformemente pela fundação ao solo, sendo uma alternativa vantajosa em alguns casos ao invés da utilização de fundações profundas (GERAB, 2011). Segundo Ribeiro (2010), a fundação tipo radier é empregada quando: o solo tem baixa capacidade de carga; deseja-se uniformizar os recalques; as áreas das sapatas se aproximam umas das outras ou quando a área destas for maior que a metade da área de construção. Figura 2 – Fundação em radier. Fonte: Xavier (2015). Já na norma do American Concrete Institute (ACI) 360R-06 (ACI, 2006) compreende-se radier como uma laje apoiada no solo, cuja finalidade é admitir as cargas provenientes da superestrutura através da tensão admissível de suporte do solo o qual está apoiado. De acordo com Singer (2014), o radier pode ter espessura uniforme ou variável, e pode conter elementos de enrijecimento como nervuras ou vigas, que podem ser de concreto simples, concreto reforçado ou concreto protendido. O radier em concreto protendido é muito utilizado em edificações as quais são atendidas pelo PAR (Programa de Arrendamento Residencial) por sua simplicidade, rapidez, segurança e flagrantes vantagens técnicas e econômicas “ENG1” (2016, anexo B). Para Dória (2007), esse tipo de fundação pode ser recomendada a ser utilizada quando o lençol freático encontra-se próximo a superfície ou quando está apoiada em solos com grandes recalques. As tensões de contato têm Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 – IFS 3 elevada intensidade superficial ou penetram nos solos para uma alta profundidade, ambos os fatores contribuem para um aumento do recalque. Ainda conforme Dória (2007), durante a fase de concepção de projeto, devem-se levar em conta todos os fatores que interferem no desempenho do radier como as características do solo, os nivelamentos da base, a durabilidade e o desempenho do concreto. CLASSIFICAÇÃO DO RADIER Radier em Concreto Armado A resistência à compressão do concreto, segundo Dória (2007), tem influência direta na determinação da espessura do radier e nas propriedades das suas superfícies, bem como influência nas deformações de retração e nas deformações devido à variação da temperatura. A determinação dessa resistência é fundamental para o desempenho estrutural do radier em concreto armado. O radier em CA (Figura 3) geralmente é utilizado para apoiar casas ou edifícios baixos de até oito pavimentos “ENG1” (2016, anexo A). Figura 3 – Radier em concreto armado. Fonte: Bizerris (2013). Radier em Concreto Protendido Para Albino (2011), CP é aquele em que as tensões internas (forças) são induzidas por meio de cordoalhas de aço esticadas. Podendo ser realizado por dois métodos: protensão pós-tracionada, o estiramento da armadura de protensão é realizado após o endurecimento do concreto, e, protensão pré- tracionada, estiramento da armadura de protensão é feito utilizando-se apoios independentes da peça, antes do lançamento do concreto. No Brasil, o uso da tecnologia de protensão com uso de cordoalhas engraxadas e plastificadas (Figura 4) em radier começou a ser utilizado em um edifício na cidade de Fortaleza, em 1999, depois de um seminário de atualização tecnológica sobre protensão, ocorrido em Embu/SP em julho de 1996 (CAUDURO, 2000). Cauduro (2000) cita que a espessura de um elemento em CP seja da ordem de 70% da altura desse elemento em CA. Figura 4 – Cordoalhas de um radier protendido. Fonte: Dória (2007). Segundo Dória (2007) a simplicidade da execução é característica deste sistema, no qual, as cordoalhas e seus acessórios requerem trabalho muito simples na obra. De acordo com Hanai (2000), o concreto protendido pós-tracionado proporciona as seguintes vantagens quando comparado ao radier em concreto armado: menor espessura das lajes; redução da fissuração; rapidez de construção E maior impermeabilidade. Em relação ao sistema de protensão utilizando bainhas metálicas, a utilização de cordoalhas engraxadas é mais vantajosa pelos seguintes motivos: reduz perdas por atrito, simplifica a montagem dos cabos, não requer grauteamentodas bainhas, pode ser construído com maior velocidade e, geralmente, é mais barato. CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO Segundo Mohr (2013), o cálculo do radier é semelhante ao de uma laje genérica, salvo que o radier está lançado diretamente sobre o solo, não necessitando de outros tipos de fundação. Ainda o autor diz que, para um correto dimensionamento do elemento, os esforços devem ser calculados de acordo com o porte da estrutura, fazendo com que os esforços solicitantes presentes no elemento possam ser suportados. A obtenção dos deslocamentos reais do radier e dos seus esforços internos pode ser alcançada através de uma análise da interação solo- estrutura. Já para Dória (2007), a partir da análise da interação, os valores destes esforços podem ser obtidos diretamente, indiretamente, por meio das pressões de contato. Sendo assim, a determinação das pressões de contato é necessária para o cálculo dos esforços internos no radier. Vale lembrar também da importância dos coeficientes de recalque vertical e horizontal para o dimensionamento. Sendo que estes devem estar definidos em consonância com o solo existente na obra e seus respectivos estudos geotécnicos (MOHR, 2013). A hipótese de Winkler propõe um modelo admitindo que as cargas aplicadas na superfície do solo geram deslocamentos somente no ponto de aplicação da mesma (Figura 5). Figura 5 – Comportamento da laje de fundação no Modelo de Winkler. Fonte: Dória (2007). A partir da hipótese de Winkler, entende-se que o solo é modelado por molas distribuídas de forma contínua ao longo da superfície do elemento, e as pressões de contato são proporcionais aos recalques, até ser atingida a pressão que leva a plastificação do solo. Mohr (2013) também afirma que os coeficientes de recalque vertical e horizontal do solo devem ser determinados para que se alcance um dimensionamento adequado da estrutura, assim obtendo comportamento satisfatório. Se utilizando valores ineficazes, poderá obter um dimensionamento inadequado podendo gerar problemas estruturais. Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 – IFS 4 COMPARATIVO ENTRE O CÁLCULO DO RADIER ARMADO E O PROTENDIDO Em condições de cálculo, o radier em concreto protendido por pós-tração se difere no processo de cálculo em relação ao radier em concreto armado pela ação positiva que a protensão atribui à estrutura. No radier de CA, a armadura se apresenta, inicialmente, sem tensões; as tensões na armadura vão resultar do carregamento na estrutura. Assim, pode-se declarar que a armadura trabalha passivamente. Já no caso da protensão por pós-tração, os cabos são, inicialmente, tracionados pelos macacos no radier de CP, desta forma se apresentam sob tensão antes da estrutura ser carregada (DÓRIA, 2007). PROCESSO EXECUTIVO DO RADIER O primeiro passo da execução é a preparação do solo, que consiste em seu nivelamento e compactação. É exigido o controle do California Bearing Ratio (CBR) indicado no projeto e os valores adotados pelo projetista devem sem comprovados por meio de ensaios. Depois de compactado o solo e conferido o nível pós-compactação como determinado no projeto, colocam-se as formas de madeira e é lançada uma camada de concreto magro com espessura de cinco centímetros para regularizar. Após a cura do concreto magro, coloca-se uma lona plástica sobre o mesmo. Após a colocação da lona plástica sobre o concreto magro, as armações ativa e passiva são posicionadas. Primeiramente é colocada a armadura passiva, em seguida as cordoalhas ativa e passiva. O cobrimento mínimo é garantido com espaçadores plásticos e caranguejos metálicos. As cordoalhas devem estar com as cadeiras de suportes para manter os cabos de protensão, na altura desejada pelo projeto, semelhante ao caso da Figura 6. Figura 6 – Cabos de protensão. Fonte: Gerab (2011). Ao fim da montagem, é feita uma limpeza para remover as impurezas que possam prejudicar o desempenho do elemento estrutural. A liberação para a concretagem (Figura 7) só ocorre depois de inspeção final realizada por profissionais capacitados. Com todas as armaduras totalmente posicionadas conforme o projeto estrutural, respeitando todos os pré-requisitos de projeto, é lançado o concreto com resistência mínima de 30 MPa. O recebimento do concreto deve respeitar as diretrizes da NBR12655 (ABNT, 2006), garantindo assim parâmetros de qualidade e resistência do concreto. Figura 7 - Concretagem radier protendido. Fonte: Bizerris (2013). Após a concretagem, inicia-se o processo de cura do concreto. A cura do concreto é feita com aplicação contínua de água durante o intervalo de mais ou menos sete dias entre a concretagem e a protensão. Nesse período, pode-se subir parte da alvenaria, sem prejuízo para a fundação. Como pode ser visualizado na Figura 8, após a cura, as tubulações de instalações elétricas e hidráulicas serão posicionadas sobre o radier, logo depois sendo aterradas e retidas por duas fiadas de blocos de concreto. Este processo é realizado a fim de evitar patologias futuras, pois, quando a tubulação é embutida ou se encontra abaixo da laje de radier, se torna difícil visualizar e avaliar sua vida útil, além de poder acarretar incômodo se precisar ser realizado algum tipo de reparo ou ocorrer vazamento na tubulação. Figura 8 – Tubulações sobre radier. Fonte: Os autores (2015). Passados 26 dias após a concretagem, quando o concreto adquire a resistência solicitada pelo projeto, é iniciada a protensão dos cabos utilizando macaco hidráulico (Figura 9). É encostada a peça de fixação da ancoragem passiva instalada no macaco, no lado de apoio ao concreto da placa de ancoragem. Posiciona-se o macaco sobre a cordoalha e o mesmo é acionado em força máxima até atingir o alongamento definido pelo projetista. Figura 9 - Macaco hidráulico. Fonte: Cauduro (2000). Realizado todo o processo de protensão, o cabo excedente é cortado por meio de uma solda de oxi- Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 – IFS 5 acetileno e seu nicho preenchido com graute, concluindo a fase de execução. RECOMENDAÇÕES TÉCNICAS EXECUTIVAS Dória (2007) afirma que, para se obter o melhor desempenho neste tipo de fundação devem-se ter os seguintes cuidados: • Conferir o cálculo estrutural; • Preparar o tanto no nivelamento e quanto na compactação; • Controlar o valor do CBR empregado pelo projetista; • Colocar fôrma nas quatro laterais, fechando a área que será concretada, com altura entre 10 cm e 15 cm; • Se as instalações ficarem sob a placa de radier, devem-se posicioná-las já com saídas através da laje. Mesma observação é pertinente para as saídas das armaduras de escadas e pilares, para evitar cortes indesejáveis numa laje já concretada; • Deve-se colocar uma manta plástica para isolar o terreno do concreto após a colocação das instalações. Já para Cauduro (2000), no caso do radier em concreto protendido as recomendações são: • Utilizar concretos de resistência característica de concreto à compressão (fck) de no mínimo de 30 MPa; • Espaçar as cordoalhas entre 80 e 120 cm umas das outras e deve-se a altura ser no eixo da forma; • O comprimento dos cabos não deve ultrapassar 40 m. Acima desse valor, devem-se adotar ancoragens intermediárias, criando-se juntas de concretagem; • Proceder a protensão das cordoalhas com uma força de 150 kN em cada cabo; • Quando utilizadas monocordoalhas engraxadas, utilizar-se como ancoragem passiva uma ancoragem igual à ativa pré-encunhada; • O pré-encunhamento das ancoragens passivas deve ser feito com o macaco hidráulico para a força total de protensão prevista no projeto, pois, caso contrário, ocorrerá o risco de escorregamento durante a protensão na extremidade ativa; • Dependendo da topografia, pode ser necessáriaa construção de uma contenção ao longo do perímetro da edificação, inclusive como elemento de proteção à erosão; • As pontas excedentes dos cabos devem ser cortadas com oxi-acetileno; • Fechar o nicho com graute; • Aconselha-se o uso de capitéis ou nervuras invertidas quando cargas concentradas ou lineares de grande valor. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os dados coletados foram estudados e detalhadamente descritos. Como a análise de discurso foi escolhida para base da pesquisa semi-estruturada qualitativa, as entrevistas foram estudadas e relacionadas com a revisão da literatura. Após esse estudo, os resultados do artigo são apresentados neste capítulo, com o intuito de enriquecer a literatura acerca da fundação do tipo radier através da contribuição vinda da experiência e do conhecimento passados pelos entrevistados. CRITÉRIOS NA ESCOLHA DA FUNDAÇÃO DO TIPO RADIER Conforme o “ENG2” (2016, anexo B), os principais critérios de seleção para uma solução de fundação em radier em relação a outras fundações é a análise do solo e da planta de carga. Um bom exemplo de escolha do tipo de fundação em radier é quando se tem um solo que possui alto coeficiente de recalque, ou seja, necessita-se de uma fundação que possua uma baixa deformabilidade ou que tenha uma deformabilidade que seja compatível com as tensões oriundas do carregamento que serão estabelecidas na fundação. A alta densidade de construções na zona urbana é outra situação que implica na escolha da fundação do tipo radier, pois se torna cada vez mais complicada a implantação de fundações que possam interferir nas edificações vizinhas. Deste modo, tendo em vista o processo construtivo do radier, observa-se a ausência de vibrações procedentes da execução desse tipo de fundação. ASPECTOS DO SOLO RELACIONADOS À FUNDAÇÃO DO TIPO RADIER Baseado na afirmação de “ENG1” (2016, anexo B), radier é uma fundação que distribui muito bem as cargas de projeto no solo. Sendo assim, é recomendável para diversos tipos de solo, salvo os devidos cuidados com solos colapsáveis e expansivos. No caso de solos mais deformáveis, outros tipos de fundações não respondem da mesma forma, logo, nestes casos o radier apresenta-se compatível, pois ele aplica baixas tensões ao solo e, consequentemente, gera menores recalques. Uma possível solução para utilização da fundação do tipo radier é o melhoramento do solo a ser aplicada a fundação, isto altera o coeficiente Kv, que vai afetar o recalque do solo. Com um menor recalque, consegue-se um menor coeficiente de reação, e, por conseguinte, menores áreas de aço e de concreto serão necessárias. Em conformidade, o “ENG2” (2016, anexo B) diz que a escolha da fundação do tipo radier é mais vantajosa quando se tem um solo com alto coeficiente de recalque. Ribeiro (2010) complementa ao dizer que a fundação do tipo radier é empregada quando o solo tem baixa capacidade de carga e se deseja uniformizar os recalques do solo. DIFERENÇA NO COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DO RADIER “ENG2” (2016, anexo B) expõe que, para um radier em concreto protendido a tendência é que haja menores deformabilidades, uma vez que a região que o concreto gera contração há a tração devido à carga. Já o radier em concreto armado, trabalhará normalmente como uma laje suportando as tensões aplicadas, resistindo à compressão e à tração ajudada pelo aço. CONCLUSÕES Esse trabalho demonstra a utilização da fundação do tipo radier nas obras de construção civil, com o intuito de mostrar os critérios na escolha desta fundação. Os resultados obtidos permitem concluir que um dos critérios mais relevantes para a escolha da fundação é a viabilidade econômica. Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 – IFS 6 Destaca-se também que o crescimento das construções na zona urbana torna cada vez mais complicado a implantação de fundações profundas, visto que esse tipo de fundação provoca vibrações que podem provocar patologias nas edificações vizinhas. Dessa forma, prefere-se o radier já que o sistema construtivo deste não gera grandes vibrações. Quanto aos aspectos relacionados ao solo, ressalta- se a eficiência das fundações do tipo radier, pois distribuem de forma eficaz as cargas da superestrutura aos solos que possuem baixas capacidades de carga. Pode-se afirmar ainda que outro fator relevante para a utilização do radier é o fácil e o rápido procedimento executivo, já que não são necessárias grandes escavações e nem montagem de formas complexas. REFERÊNCIAS ALBINO, F. S. O que é laje sobre o solo (radier)?. 2011. Disponível em . Acessado em 20 de julho de 2016. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. ACI 360R-92: Design of slabs on grade, 2006. 57 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2006. NBR 12655: Concreto de cimento Portland - Preparo controle e recebimento - Procedimento. Rio de Janeiro, 2006. _________________, 2010. NBR 6122: Projeto e Execução de Fundações. Rio de Janeiro, 2010. BARROS, M.. Sapatas de Concreto. Revista Téchne. Ed. Pini. São Paulo. Nº 137, p.54-57, agosto/2008. BIZERRIS, R. Radier, 2013. 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Acessado em: 23 julho de 2016. Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 – IFS 7 APÊNDICES Apêndice A – Questionário aplicado ao “ENG1” 1. Quais são os critérios na escolha do radier (armado/protendido) de acordo com o ponto de vista de projetista geotécnico? Como esta escolha é afetada pelas cargas de projeto? Como esta escolha é afetada pelo terreno a ser trabalhado? Quais são as vantagense as desvantagens da fundação do tipo radier em relação às demais fundações? 2. Qual seria o tipo de solo mais viável para esse tipo de fundação? 3. Entre fundação rasa em radier armado e protendido, quando cada uma das duas é considerada mais viável? Qual destas possui uma execução mais fácil? Por quê? Qual seria o tempo estimado pra projetar/executar cada uma delas? 4. Existe alguma relação da espessura das placas de fundação do radier com a quantidade de pavimentos da superestrutura? 5. Qual seria a aceitabilidade desse tipo de fundação no mercado? 6. Quais são os métodos utilizados para ponderar a viabilidade da execução da fundação em radier? Existe algum indicador de viabilidade? 7. Existe algum parâmetro que relacione número de pavimentos e área construída com a viabilidade da fundação do tipo radier? 8. Como é feita a verificação de área de aço neste tipo de fundação? 9. Qual seriam as possíveis soluções para reduzir o fator peso/volume de concreto na fundação do tipo radier? 10. Quais seriam os critérios de dimensionamento deste tipo de fundação? Apêndice B - Questionário aplicado ao “ENG2” Quanto a radier em Concreto Armado e Concreto Protendido, questiona-se: 1. Entre radier em concreto armado e em concreto protendido, qual seria o critério de seleção entre os dois? 2. Qual a diferença no comportamento estrutural dos dois, se aplicados a uma mesma edificação? 3. No cálculo, o que difere entre eles? 4. Qual seria o comportamento do momento fletor e cortante nos casos? Como ficam os diagramas? Quem responderia pra cada fator? Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 – IFS 8 ANEXOS Anexo A – Respostas do questionário aplicado ao “ENG1” 1. O uso de alvenaria estrutural para estruturas de pequeno e médio porte (entre quatro a oito pavimentos) leva à escolha da fundação do tipo radier. As vantagens da utilização da alvenaria estrutural na fundação do tipo radier ao invés pilares e alvenaria de vedação é que neste último caso, a melhor distribuição de cargas é sacrificada devido ao peso da estrutura se concentrar nas cargas pontuais dos pilares, levando também a possível necessidade de uso de capitéis para vencer o esforço de punção. Em relação à escolha entre radier de concreto armado ou protendido, esta se dá em sumo pela opção do cliente e pelo resultado de custo após o dimensionamento e projeto das duas. É uma fundação que distribui muito bem as cargas de projeto no solo, sendo assim, é recomendável pra diversos tipos de solo, salvos os devidos cuidados com solos colapsáveis e expansivos. Solos mais deformáveis que outras fundações não aceitariam, são aceitas pelo radier, pois ele aplica baixas tensões e consequentemente gera um menor recalque. 2. Em termos práticos, não haveria preferência em relação à escolha da fundação aplicada ao determinado solo. Seria levado em conta o fator econômico na hora da escolha. 3. Não há entre os dois tipos de fundação em radier, uma diferenciação clara entre facilidades e tempo de execução, apenas a preferência do solicitante do projeto. Pode-se levar em conta que o detalhamento de um projeto de radier protendido é mais delongado do que o de radier armado, devido à necessidade de detalhar cada cordoalha separadamente. Quanto ao tempo de execução, é citado que para uma placa de uma edificação de cerca de quatro pavimentos, demora cerca de três a quatro dias para montagem e cerca de uma manhã para ser concretada. No caso do radier protendido, é necessário levar em conta também o tempo de execução da protensão e o corte dos cabos excedentes. 4. Por empirismo, existe uma média de espessura das placas de fundação de radier de acordo com a quantidade de pavimentos da edificação a ser construída sobre o mesmo, a qual seria: 15 a 20 cm para estruturas de quatro pavimentos; 18 a 20 cm para estruturas de cinco pavimentos; 20 a 25 cm para estruturas de seis pavimentos; 30 a 35 cm para estruturas de sete pavimentos; Acima de 30 cm para estruturas de oito pavimentos. 1. É uma fundação de grande aceitabilidade no mercado por sua facilidade no processo construtivo. Este tipo de fundação veio substituir o uso da alvenaria de pedra e a de sapata corrida em suas principais utilizações. 2. Não há indicador de viabilidade nesse caso, apenas o benefício econômico. Há quem prefira não subcontratar o serviço de execução, nesse caso não seria viável o uso de radier protendido em nossa região, já que a mão de obra especializada em protensão é escassa e o serviço necessita ser locado. Ainda existe um pequeno receio do uso de concreto protendido, mas que a cada dia diminui diante a quantidade de obras aonde o mesmo vem sendo executado. 3. Sim. Depois de quantificadas as cargas totais da edificação e a área da placa de fundação são calculadas as tensões exercidas sobre o solo. Ao dividir essa tensão encontrada pelo número de pavimentos da edificação, é encontrada uma taxa dessa tensão exercida que pode ser mensurada com qualquer tipo de empreendimento. De acordo com ENG1, a taxa ótima esperada se encontra em torno de 1,0 a 1,2 tf/m²/pavimento. Uma taxa abaixo de 1,0tf/m²/pav significaria que as cargas do empreendimento provavelmente não foram bem mensuradas e significaria uma fundação subdimensionada. Já uma taxa acima de 1,2tf/m²/pav. significa uma fundação superdimensionada. 4. A partir do Método dos Elementos Finitos, realiza-se uma analogia de colchão de molas, aonde considera-se o elemento estrutural de fundação apoiado em meio elástico. 5. Como não é considerável pensar em reduzir as cargas da edificação, a solução é o melhoramento do solo a ser aplicada a fundação. Isto altera o coeficiente Kv, que vai afetar o recalque do solo. Com um menor recalque, é conseguido um menor coeficiente de reação e assim menores áreas de aço e concreto serão necessárias. 10. De início, são recebidas pela empresa as informações da sondagem. Após isso são encontrados os carregamentos e sobrecargas de utilização da superestrutura. Com esses dados em mão, se calcula a capacidade de carga para assim buscar a tensão admissível do solo. Então são estimados os recalques a partir do Método semiempírico de Schmertmann, calculando assim os recalques imediatos. Semana Nacional de Ciência e Tecnologia 2016 – IFS 9 Caso o recalque seja admissível, se dá continuidade para a parte de dimensionamento estrutural da placa de fundação. Anexo B - Resposta questionário aplicado ao “ENG2” 1. Os principais critérios de seleção para uma solução de fundação em radier em relação a outras fundações são a análise do solo e da planta de carga. Um bom exemplo de escolha é quando tem-se um solo que possui alto coeficiente de recalque, entendendo-se então baixa deformabilidade ou com deformabilidades que são compatíveis com as tensões que serão estabelecidas nele vindas do carregamento. Com o crescimento de construções na zona urbana, se torna também cada vez mais complicado a implantação de fundações que possam interferir em edificações vizinhas, como a execução de uma estaca pré-moldada, por exemplo. Este é outro ponto favorável para a fundação do tipo radier, tendo em vista que a execução da mesma não envolve percussão, evitando grandes magnitudes de vibrações nas edificações vizinhas. Já entre radier em concreto armado e protendido, um dos critérios de seleção seria o custo de investimento em cada fundação, levando em conta a análise das cargas a serem recebidas no solo. A fundação em concreto armado, por exemplo, se torna mais pesada do que a em protendido por necessitar maior espessura e maior área de aço, para vencer uma mesma carga, num mesmo tipo de solo por exemplo. Em compensação, a fundação em radier protendido, mesmo com os benefícios da protensão, tem aspecto material e mão de obra geralmente mais caros. Entende-seentão que a escolha entre cada uma das duas pode ser compensada a depender do tipo de solo e planta de carga a serem aplicados. 2. Para um radier em concreto protendido a tendência é que se tenham menores deformabilidades uma vez que a região que o concreto gerará contração aonde houver tração devido à carga. A cordoalha vai ser mais eficiente quando colocada na excentricidade, pois provocará compressão aonde existir tração, tanto a compressão axial [P/a], Quanto compressão pela tensão [My/I]. Já o radier em concreto armado, trabalhará normalmente como uma laje suportando as tensões aplicadas, resistindo à compressão e à tração ajudada pelo aço. 3. O que difere nos cálculos é o que cada um dos elementos resistentes vai provocar nos elementos estruturais. A magnitude que se quer para o tipo de protensão e de acordo com a agressividade do meio. 4. O diagrama de momento fletor não alteraria de forma no caso de um radier sem aço ou de concreto armado, afinal o comportamento seria o mesmo, salvo os benefícios das armaduras. Já em relação ao concreto protendido, os esforços de compressão gerados pela protensão alteram os diagramas de momento fletor, podendo diminuir, zerar ou até ser inverter as direções do diagrama, a depender da magnitude da protensão. Em termos de cortante, na pós-protensão, a contraflecha gerada pode causar até a inversão dos esforços cortantes, invertendo no sentido do cisalhamento. View publication stats https://www.researchgate.net/publication/342217676