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4 – Placas de Base Luís Eduardo Silveira Dias 1 1 - Objetivos • Os objetivos da colocação de bases em colunas são: • Distribuir a pressão concentrada do fuste da coluna sobre uma determinada área da fundação; • Garantir a fixação da extremidade inferior do fuste da coluna na fundação de acordo com o esquema estrutural adotado. • Existem dois tipos básicos de base: Rotuladas e Engastadas; 2 1.1 – Ideias Gerais • Em grande parte dos galpões não é comum se considerar momentos transmitidos nas duas direções; • Como boa parte dos terrenos onde são edificados galpões é de má qualidade é usual não engastar nada; • Se opta pelo engastamento com o objetivo de diminuir o peso da estrutura metálica; • Os limites para os deslocamentos horizontais são muito pequenos nas bases. 3 2 – Tipos de bases de colunas 4 2.1 – Base Rotulada • São destinadas a transferir à fundação forças de normais e Cortante (P e H); 5 2.2 – Bases Engastadas • As bases engastadas são responsáveis pela transmissão de esforços normais, esforços cortantes e momento fletores, da coluna para o bloco de fundação. 6 3 – Tensão Resistente • Podem ou não ser utilizadas barras de cisalhamento, para transmissão da reação Horizontal. • Sem as barras 𝐻 < 𝐹𝑎𝑡𝑚𝑎𝑥 • Onde é 𝐹𝑎𝑡𝑚𝑎𝑥 o valor considerado para o atrito máximo entre as superfícies de contato; • 𝐹𝑎𝑡𝑚𝑎𝑥 = 𝑢𝑥𝑃 • Chumbadores Aço SAE 1020: 7 fy = 180 MPa a 240 MPa fu = 320 MPa a 390 MPa Aço A36 4 - Dimensionamento 8 4 - Dimensionamento • O dimensionamento das bases de coluna apresentado a seguir é baseado no método das tensões admissíveis; • Assim sendo, as solicitações de cálculo devem ser tomadas com seus valores nominais; • As tensões admissíveis no aço e no concreto são apresentadas no Quadro 1 a seguir: 9 4.1 – Compressão Centrada • Admitindo-se: 𝐹𝑏 = 0,75𝑓𝑦, temos: • Com m e n pequenos: 10 O momento Mplaca, para uma faixa de largura unitária, é dado pelo maior valor entre: 4.1.1 – Roteiro de Cálculo • 1) Calcula-se 𝑁𝑘 e as dimensões do perfil; • 2) Adota-se B e L; • 3) Verifica-se a pressão no bloco de concreto 𝑓𝑐 = 𝑁𝑘 𝐵𝐿 ≤ 𝐹𝑐 = 0,35𝑓𝑐𝑘 • 4)Caso fc>Fc volta em 2 aumentado B ou L; • 5) Calcula-se as dimensões da placa fletida: • 6) Calcula a espessura da placa: 11 )³/(2,31 1 ' 2 8,0 2 95,0 ha an bB n dL m p fy fc pt 2 4.2 – Compressão excêntrica 12 4.2.1 – Roteiro de Cálculo • 1) Calcula-se 𝑁𝑘 e 𝑀𝑘 e as dimensões d e b do perfil; • 2) Adota-se B e L; • 3) Verifica-se a pressão no bloco de concreto: • 4)Caso fcmax>Fc volta em 2 aumentado B ou L; • 5) Calcula-se a espessura: 13 2 2 max dL monde f f mt y c 4.2.1 – Roteiro de Cálculo • Definidas as dimensões B e L da placa de base, a sua espessura é determinada com base no diagrama de tensões obtido de modo que a placa resista às tensões devido a flexão. 14 4.3 - Chumbador • Os chumbadores são barras de aço usualmente de seção circular; • Eles podem estar submetidos a esforços de tração, força cortante, ou a uma combinação dos dois. • O cálculo consiste basicamente na determinação no diâmetro da barra e do comprimento de ancoragem; 15 4.3.1 – Chumbadores submetidos a força cortante • O esforço atuante em um único chumbador deve ser obtido dividindo-se a força cortante total na base da coluna pelo número n de chumbadores; 16 yy nec yx y y x x f H ou f H A HHH n H H n H H 11 2 1 2 11 1 1 784,1 4,0 4.3.2 – Chumbadores submetidos a tração • Os chumbadores estarão submetidos a tração apenas naqueles casos em que o momento fletor estiver produzindo inversão de esforços na placa de base. 17 uu nec kk kk f T ou f T A y aNM TaNMyT 11 964,1 33,0 . .. 4.3.3 – Chumbadores submetidos a tração e cisalhamento 18 u ht h t ff combinadoesforçofff chumbadorumemtocisalhamendetensão A H f chumbadorumemtraçãodetensão A T f 33,01 2 1 2 11 1 1 1 1 1 1 chumbadorumemtecorforçaH chumbadorumemtraçãodeaxialacT chumbadorumdebrutaáreaA chumbadorumdenecessáriaáreaAnec tan arg 1 1 1 5 – Dimensões mínimas 19 B>bf+20 6-Dimensões do Bloco de Fundações Chumbadores Chumbadores • O comprimento de ancoragem dos chumbadores é determinado com base na hipótese de ruptura do concreto do bloco de fundação, na forma de um cone de arrancamento.; • Considerando fck de 20MPa; Exemplo 1 • Dimensionar a placa de base e os chumbadores para uma coluna de um galpão constituída por um perfil CVS 300x66 (300/150/12,5/8,0). • Admitindo: • Fck=18MPa, Aço A-36, Chumbadores com fy=180MPA e fu320MPa; • Nk = 480kN (Compressão) • Mk = 10000kN.cm • Hk = 60kN 24 Exemplo 2 • Dimensionar a placa de base e os chumbadores para uma coluna de um galpão constituída por um perfil CVS 300x66 (300/150/12,5/8,0). • Admitindo: • Fck=18MPa, Aço A-36, Chumbadores com fy=180MPa e fu320MPa; • Nk = 480kN (Compressão) • Mk = 3360kN.cm • Hk = 53kN 25
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