Unidade de Aprendizado2 - dimensionameneto de sapatas

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Olá, seja bem-vindo!
Blocos de fundação podem ser exíveis e podem ser rígidos. Os blocos rígidos são dimensionados
para efeitos de exão 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 exíveis, 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 m, 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.
Iden car blocos de fundações sob efeitos de exão, de cisalhamento e de punção de um pilar.•
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Diferenciar blocos de fundação para uma ou várias estacas.
Resolver problemas sobre sapatas.
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 que situado
na região central da cidade.
Nessa região, devido a ensaios de sondagem do po SPT, constatou-se que o per l do terreno
em suas camadas mais super ciais 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.
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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 Infográ co a seguir, será apresentado como é realizado o dimensionamento de blocos de duas
estacas.
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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 ssurado. 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.
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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.
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 de tração,
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.
c) As tensões nas estacas serão sempre divididas igualmente depois de dissipadas no bloco de
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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 super ciais. 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 exíveis, 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 exíveis, 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 simpli cação de
cálculo, pode-se considerar plana.
4) Em relação a um bloco de duas estacas, pode-se a mar o seguinte.
a) Na veri cação das bielas, não u liza-se coe ciente de segurança para calcular a tensão limite.
b) Na veri cação da tensão atuante junto às estacas, deve-se u lizar a área do pilar no cálculo.
c) Na veri cação 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.
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
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entre a área do pilar e a área da estaca.
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.
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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.
Neste link, você verá o vídeo Sapatas - Cálculo de armadras - Pré-dimensionamento e aborda
como dimensionar a armadura das sapatas.
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 e caz para a gestão da alvenaria estrutural.
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