Dimensionamento de blocos e sapatas

Prévia do material em texto

10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 1/33
Dimensionamento de 
blocos e sapatas
APRESENTAÇÃO
Olá, seja bem-vindo!
Blocos de fundação podem ser flexíveis e podem ser rígidos. Os blocos rígidos são
dimensionados para efeitos de flexão nas duas direções, as forças são transmi�das para as
estacas por bielas de compressão, o cisalhamento também deve ser calculado nas duas
direções, sendo que as diagonais não rompem por tração, e sim as bielas por compressão.
Nos blocos flexíveis, a análise deve ser mais completa, pois deve-se avaliar os esforços nas
estacas dos �rantes de tração e a punção.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você verá como se dimensionam blocos de concreto de
uma, duas e três estacas. Para isso, deve-se entender como funciona o método das bielas e
�rantes que simula internamente nos elementos os caminhos por onde as tensões irão
percorrer. Quando se entende bem esse método, deve-se es�mar os caminhos e as
decomposições de forças em blocos para uma, duas, três ou mais estacas; deve-se avaliar as
alturas e distâncias mínimas e, por fim, calcular a armadura. Você verá, também, como se faz
o detalhamento de sapatas armadas em concreto armado, a relação entre os lados e
armadura de arranque para pilares.
Bons estudos.
Ao �nal desta unidade, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 2/33
Iden�ficar blocos de fundações sob efeitos de flexão, de cisalhamento e de punção de um
pilar.
Diferenciar blocos de fundação para uma ou várias estacas.
Resolver problemas sobre sapatas.
DESAFIO
O engenheiro civil Paulo foi contratado pela prefeitura de Porto Alegre - RS para realizar o
projeto e dimensionamento dos pilares de um prédio com oito pavimentos. A prefeitura
deseja estabelecer nesse prédio a secretária da saúde e, para isso, deseja-se que o prédio
fique situado na região central da cidade.
Nessa região, devido a ensaios de sondagem do �po SPT, constatou-se que o perfil do
terreno em suas camadas mais superficiais �nha pouca capacidade resis�va, sendo
cons�tuída por argila mole. O engenheiro, ao avaliar essa situação, constatou a importância
da u�lização do uso de estacas, que são �po de fundações profundas e, dessa forma, ele
conseguirá encontrar solo com maior capacidade resis�va.
No projeto, são apresentados pilares centrais de concreto armado, que apresentam uma
seção retangular. Você é o engenheiro responsável por essa construção; para que seja
implementada a execução do projeto, você deve dimensionar um bloco de fundação que
possa absorver as tensões oriundas dos pilares e transmi�-las de forma segura para as
estacas.
Acompanhe na imagem a seguir as informações necessárias para poder desenvolver o cálculo.
•
•
•
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 3/33
INFOGRÁFICO
O detalhamento de blocos com uma ou várias estacas deve ser realizado de acordo com a
quan�dade de aço encontrada, pois as armaduras e os detalhes constru�vos são de suma
importância para o ideal desempenho do bloco na função de transmissão de esforços.
No Infográfico a seguir, será apresentado como é realizado o dimensionamento de blocos de
duas estacas.
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/img_conteudo/desafio.jpg
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 4/33
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/img_conteudo/infografico.jpg
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 5/33
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/img_conteudo/infografico.jpg
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 6/33
CONTEÚDO DO LIVRO
Blocos são grandes volumes de concreto responsáveis pela transmissão de esforços, que
derivam dos pilares e devem ser descarregados nas estacas que, posteriormente, distribuirão
as tensões pelo solo. Este estudo de como as tensões se comportam dentro do mecanismo do
bloco é extremamente complexo devido ao fato do bloco estar fissurado. Devido a esse fato, a
teoria das bielas e �rantes é uma boa base teórica para explicar como essas tensões se
comportam. Existem caminhos por onde essas tensões caminham, que são designados bielas,
quando as forças comprimem, e �rantes quando as forças tracionam.
Leia mais no capítulo Dimensionamento de blocos e sapatas que faz parte do livro Estrutura
em concreto armado e é base teórica desta Unidade de Aprendizagem.
Boa leitura.
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/img_conteudo/infografico.jpg
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 7/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 8/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 9/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 10/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 11/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 12/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 13/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 14/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 15/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 16/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 17/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 18/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 19/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 20/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 21/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 22/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 23/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 24/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 25/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 26/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 27/33
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 28/33
DICA DO PROFESSOR
No bloco de três estacas, supõe-se que a distribuição de forças é similar a do bloco de duas
estacas, sendo que, neste caso, a distribuição das forças é espacial com distribuição de
componentes que tracionam e componentes que comprimem. Criam-se bielas das mesma
forma que nos blocos com duas estacas.
Na Dica do Professor, você verá blocos com três estacas.
Conteúdo disponível na plataforma virtual de ensino. Con�ra!
EXERCÍCIOS
1) A principal função do bloco de fundação é absorver as forças que não estão alinhadas no
sen�do da estaca. Considere a resposta certa.
a) Dentre os diversos métodos que existem, o método das bielas e �rantes é o mais u�lizado
para dimensionamento dos blocos.
b) Neste método das bielas e �rantes, as bielas são responsáveis pelas forças detração,
enquanto que os �rantes são responsáveis pelas forças de compressão.
c) Quando se tem uma estaca, o bloco não necessita de armadura devido ao fato de que os
esforços são centralizados.
d) As componentes que devem ser decompostas no bloco de duas estacas são três, pois
deve-se considerar os efeitos no eixo x, no eixo y e no eixo z.
e) Em um bloco de três estacas, há três componentes para dimensionamento.
2) A altura ú�l do bloco deve ser relacionada com a transmissão de esforços para a
fundação. Em relação a esse caminho, a resposta correta é:
a) As tensões são transferidas através de caminhos. Para entender como esses caminhos são
percorridos, existem diversos métodos, como o das bielas e �rantes.
b) Os blocos de fundações são elementos que servem para descarregar a carga proveniente
dos pilares para o solo.
https://sagahcm.sagah.com.br/proxy_replace_uas/proxy.php?key=578c282f-1ab3-4033-b716-620b7fdbedbb
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 29/33
c) As tensões nas estacas serão sempre divididas igualmente depois de dissipadas no bloco
de fundação.
d) Um bloco com duas estacas deverá apenas resis�r a esforços de compressão.
e) Um bloco com três estacas terá apenas esforços de tração.
3) Existem diversos �pos de fundações superficiais. Esse �po de elemento tem propriedades
e caracterís�cas. Em relação a uma sapata, qual a resposta pode ser considerada correta?
a) As sapatas são elementos apenas flexíveis, que suportam as tensões dos pilares e
descarregam no solo.
b) As sapatas são elementos apenas rígidos, que suportam as tensões dos pilares e
descarregam no solo.
c) Nas sapatas rígidas, a distribuição real de tensões no solo é uniforme.
d) Nas sapatas flexíveis, a distribuição real de tensões no solo não é uniforme.
e) As distribuição de tensões no solo não é uniforme; contudo, por mo�vo de simplificação
de cálculo, pode-se considerar plana.
4) Em relação a um bloco de duas estacas, pode-se afimar o seguinte.
a) Na verificação das bielas, não u�liza-se coeficiente de segurança para calcular a tensão
limite.
b) Na verificação da tensão atuante junto às estacas, deve-se u�lizar a área do pilar no
cálculo.
c) Na verificação da tensão atuante junto ao pilar, deve-se u�lizar a área da estaca no
cálculo.
d) Quando se calcula a armadura principal da estaca, deve-se considerar a distância entre as
duas estacas.
e) Para a armadura complementar, deve-se u�lizar 50% da área da armadura principal.
5) Em relação a um bloco com três estacas, marque a resposta correta.
a) Na reação da biela comprimida Rc, u�liza-se a normal dividida por 4.
b) Na reação da biela comprimida Rc, u�liza-se a normal dividida por 3.
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 30/33
c) A componente Rs aponta para o centro de gravidade da estaca.
d) Quando se calcula a inclinação da biela comprimida, deve-se dividir a distância das
estacas por 2.
e) Quando se calcula o comprimento de ancoragem necessário lbnec, deve-se u�lizar a
relação entre a área do pilar e a área da estaca.
NA PRÁTICA
O modelo das bielas e �rantes é recomendado para cálculo dos blocos considerados rígidos,
consiste em uma representação de comportamentos. A armadura é representada pelos
�rantes, e o concreto comprimido é representado pelas bielas.
O engenheiro civil Maurício foi contratado por uma empreiteira para executar o projeto dos
blocos de fundações. Para isso, ele deve realizar, primeiramente, a avaliação da carga do
pilar em relação à carga resistente da estaca. Após essa avaliação, o engenheiro pode dividir
as estacas.
Acompanhe na imagem a seguir o procedimento que o engenheiro seguiu.
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 31/33
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/img_conteudo/napratica.jpg
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 32/33
SAIBA +
Para ampliar seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo a(s) sugestão(ões) do
professor:
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/img_conteudo/napratica.jpg
10/09/2019 Unidade de Aprendizado
https://sagahcm.sagah.com.br/sagahcm/ua/14015/1/282/indexprint.html 33/33
Neste link, você terá acesso ao ar�go Estudo Compara�vo dos Critérios de Dimensionamento
ao Cisalhamento Longitudinal em Lajes Mistas de Aço e Concreto, em que o presente
trabalho realiza um compara�vo de acordo com a norma ABNT NBR 8800 (2008) para o
cálculo da resistência, usando dois diferentes método m-k e método da interação parcial, para
determinar a força cortante longitudinal e resistente úl�ma.
Conteúdo disponível na plataforma virtual de ensino. Con�ra!
Neste link, você verá o vídeo Sapatas - Cálculo de armadras - Pré-dimensionamento e aborda
como dimensionar a armadura das sapatas.
Conteúdo disponível na plataforma virtual de ensino. Con�ra!
Neste link, você verá o vídeo Alvenaria Estrutural com Blocos de Concreto, que aborda o
passo a passo do processo constru�vo, além de indicar equipamentos necessários na obra e
destacar a importância de um planejamento eficaz para a gestão da alvenaria estrutural.
Conteúdo disponível na plataforma virtual de ensino. Con�ra!
EM RESUMO
Acompanhe uma recapitulação sobre o que foi abordado nesta Unidade de Aprendizagem.
Não deixe de con�nuar seus estudos sobre o assunto e aprofundar seus conhecimentos.