Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
VS 2019-1 1- TIPOS DE FUNDAÇÃO 1.1- INTRODUÇÃO As fundações devem garantir a estabilidade do edifício de forma segura tendo como parâmetro a capacidade de suporte de carga do solo. As fundações podem ser classificadas em: FUNDAÇÕES RASAS OU SUPERFICIAIS >> Se apoiam no solo por compressão simples (Radier, sapatas e blocos) FUNDAÇÕES PROFUNDAS >> Transmitem as cargas ao solo por compressão de ponta e/ou atrito lateral. (Estacas e tubulões) Basicamente um projeto de fundações é feito considerando-se as seguintes situações: x Estudo do solo x Estudo dos recalques x Situação geográfica do edifício x Escolha do tipo de fundação x Análise e dimensionamento A escolha do tipo adequado de fundação é feita considerando-se as informações sobre o solo, fornecidas pelo relatório de sondagem e as cargas finais da supra estrutura, fornecida pela planta de cargas do projeto de estruturas. PILAR NOME SEÇÃO X Y Carga Mx My cm cm Cm tf KN.m kN.m P1 15X40 21,4 745,3 20,8 0 0 P2 15X40 206,6 745,3 35 0 0 P3 20X20 375,4 742,9 42,4 0 0 P4 20X20 21,4 557 13,8 0 0 P5 15X30 200,8 524,2 18,7 0 0 P6 20X50 375,4 524,2 30 0 0 P7 15X40 45,5 73,6 26,1 0 0 P8 15X40 206,6 73,6 38,6 0 0 Tabela 1- Tabela de Cargas Figura 1- RELATÓRIO DE SONDAGEM fonte: ESAF 1.2- TIPOS SAPATAS>> É indicada quando o solo se apresenta homogêneo e resistência satisfatória próxima a superfície. RADIER>> É indicado para solos menos homogêneos, aumentando-se a área de contato e reduzindo os recalques diferenciais. BLOCOS>> Estrutura de transição entre estacas e pilares. ESTACAS>> É indicado para solos resistentes profundos. TUBULÕES>> Fundação profunda para obras de grande porte. 2- SAPATAS 2.1 - CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS As sapatas podem ser piramidais, retas ou em degraus: SAPATAS ISOLADAS >> Suportam um único pilar. SAPATAS CONTÍNUAS >> Para pilares próximos entre si. SAPATAS CORRIDAS >> Suportam paredes ou muros SAPATAS ASSOCIADAS >> Para fundações de divisa de terreno. viga-alavanca D IV IS A As sapatas podem ser classificadas como RÍGIDAS ou FLEXÍVEIS em função das dimensões: Rígida: ℎ Flexível: ℎ Rígidas >> Menor consumo de aço e concreto de menor resistência. Flexíveis >> Menor consumo de concreto e maior consumo de aço. 2.2 - PRESSÃO DE CONTATO É a pressão que o fundo da sapata exerce sobre o solo. A distribuição dessa pressão depende do tipo de solo e da rigidez da sapata. De modo geral essa distribuição é linear: L h Pk ρ solo argiloso Pk ρ solo rochoso Pk ρ solo arenoso Pk Mk Hk ρ 2.3 - CÁLCULO DA PRESSÃO DE CONTATO � PARA SAPATAS SUBMETIDAS APENAS A CARGAS VERTICAIS: 𝑵𝒌 , . 𝑷𝒌 𝝆 𝑵𝒌 𝑳 𝝈𝒂𝒅𝒎 � PARA SAPATAS SUBMETIDAS A MOMENTOS. 𝒆 𝑴𝒌 𝑵𝒌 SE: 𝒆 𝑳 𝝆 𝑵𝒌 𝑳 𝒆 𝑳 𝝈𝒂𝒅𝒎 SE: 𝒆 𝑳 𝝆 𝑵𝒌 𝑳 𝒆 𝝈𝒂𝒅𝒎 MÉTODO AOKI-VELLOSO >> Para cálculo da tensão admissível do solo: 𝝈𝒑 𝑲 . 𝑵 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎 𝝈𝒍 𝜶 . 𝝈𝒑 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑟𝑎𝑙 N >> no de golpes (sondagem) TIPO DE SOLO k30 (kPa) α (%) Argilas 20 6,0 Argila Siltosa 22 4,0 Argila Arenosa 35 2,4 Silte Arenoso 40 2,2 Areia 100 1,5 Areia Argilosa 60 3,0 Pk Mk PPk h L Pk PPk h L 2.4 - DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA (Método das bielas e tirantes) β - DIMENSIONAMENTO GEOMÉTRICO: 𝑵𝒌 , . 𝑷𝒌 Largura da sapata: 𝑳 𝑵𝒌 𝝈𝒔 𝒄𝒎 (arredondar p/ cima) Altura: 𝒉 𝑳 𝒂 𝒄𝒎 (arredondar p/ cima) 𝒉 𝒉⁄ 𝒄𝒎 (arredondar p/ cima) - VERIFICAÇÃO DE TENSÃO NO CONCRETO: 𝝈𝒅 𝑵𝒅 𝒂 𝒇𝒄𝒅 - DIMENSIONAMENTO DE ARMADURA: Cobrimento: c ≥ 4,0cm Área de aço: 𝑨𝒔 𝒄𝒎 𝒎 𝑵𝒅 . 𝑳 𝒂 , . 𝒅 . 𝒇𝒚𝒅 , % . . 𝒉𝒐 𝑘𝑁/𝑚 ; 𝑐𝑚 ; 𝑘𝑁/𝑐𝑚2 𝒅 𝒉𝒐 𝒄 Armadura de distribuição: 𝑨𝒔 𝑨𝒔 , % . 𝑳 . 𝒉𝒐 - DETALHAMENTO: ESPAÇAMENTO: ∅𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈 𝒄𝒎 𝑺 𝒄𝒎 ∅𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈 𝒄𝒎 𝑺 𝒄𝒎 a β h ho L OTIMIZAÇÃO DE ARMADURAS Obs. Arredondar NB para cima e S para baixo DESENHO: Exemplo 1: Projetar uma sapata corrida sob parede: -Carga de serviço: Nk=300 kN/m = 3 kN/cm - P a : =0,2 MPa = 0,02 N/ 2 - Parede: x=25cm - Concreto: fck = 20 MPa = 2 kN/cm2 - Aço: CA-50 Exercício 1: Projetar uma sapata corrida sob parede: - Pa : =18 , =2,70 =15 N/ 3 - P a : =0,4 MPa = 0,04 N/ 2 - Concreto: fck = 15 MPa = 1,5 kN/cm2 - Aço: CA-50 Ø (mm) A1 (cm2) NB (/m) S (cm) SITUAÇÃO 5.0 0,196 6.3 0,312 8.0 0,503 10.0 0,785 12.5 1,227 N2 N1 𝒉 𝒐 𝒄 8 N 2 Ø 1 0 c/ 15 (V A R ) 𝒉 𝒐 𝒄 𝑽𝑨 𝑹 𝑵𝑩/𝒎 𝑨𝒔 𝑨 𝑺 𝟎𝟎 𝑵𝑩 Ø 𝑺 𝑳 𝒄 𝑵𝑩 Ø 𝒉𝒐 𝒄 8 N1 Ø 10 c/15 (180cm) 𝒉𝒐 𝒄 𝑳 𝒄 L 2.5 - DIMENSIONAMENTO DE SAPATA ISOLADAS 5 - DIMENSIONAMENTO GEOMÉTRICO: , . Pk >> carga final do pilar Área da base: Lados: Altura: arredondar p/ cima , . ⁄ 𝑙𝑏 ≫ 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 𝑜 𝑏á 𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑐𝑜𝑟𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 𝑎𝑟𝑟𝑎𝑛𝑞 𝑒 Lb para aço CA 50: fck 15 MPa 20 MPa 25 MPa 30 MPa 35 MPa 40 MPa 45 MPa 50 MPa Lbnec 53 . Ø 44 . Ø 38 . Ø 33 . Ø 30 . Ø 28 . Ø 25 . Ø 24 . Ø y ay Ly ax Lx x pilar h b - VERIFICAÇÃO DE TENSÃO NO CONCRETO: 𝝈𝒅 𝑵𝒅 𝒂𝒙 . 𝒂𝒚 𝒇𝒄𝒅 𝝉𝒅 𝑵𝒅 𝟐𝒉 𝒂𝒙 𝒂𝒚 𝟎, 𝟏𝟓 . 𝒇𝒄𝒅 Obs. Se necessário, aumentar fck - DIMENSIONAMENTO DE ARMADURA: Cobrimento: c 4,0cm Área de aço: 𝑨𝒔𝒙 𝑵𝒅 . 𝑳𝒚 𝒂𝒚 𝟔,𝟖. 𝒅 . 𝒇𝒚𝒅 𝟎, 𝟏𝟓%. 𝑳𝒚. 𝒉𝒐 𝑨𝒔𝒚 𝑵𝒅 . 𝑳𝒙 𝒂𝒙 𝟔,𝟖 . 𝒅 . 𝒇𝒚𝒅 𝟎, 𝟏𝟓%. 𝑳𝒙. 𝒉𝒐 𝒅 𝒉𝟎 𝒄 ESPAÇAMENTO: ∅𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈 𝟏𝒄𝒎 𝑺 𝟐𝟎𝒄𝒎 OTIMIZAÇÃO DE ARMADURAS Obs. Arredondar NB para cima e S para baixo Ø (mm) A1 (cm2) NB S (cm) SITUAÇÃO 5.0 0,196 6.3 0,312 8.0 0,503 10.0 0,785 12.5 1,227 𝑵𝑩 𝑨𝒔 𝑨𝟏 𝑺𝒙 𝑳𝒚 𝟐𝒄 𝑵𝑩 Ø 𝑺𝒚 𝑳𝒙 𝟐𝒄 𝑵𝑩 Ø - DETALHAMENTO: Obs. A armadura longitudinal do pilar-arranque que apoiará sobre a sapata deve ser prolongada até as armaduras do fundo da sapata. Exercício 1 Projetar uma sapata isolada: -Carga de serviço: Nk=200 kN - Pilar: b=20cm ; h=50cm ; Øarranque = 10mm - P e ad i e d : =0,2 MPa = 0,02 N/c 2 - Concreto: fck = 25 MPa = 2,5 kN/cm2 - Aço: CA-50 - Øagregado = 20mm Exercícios 2 Dimensionar uma sapata isolada para o pilar P8 da planta de cargas mostrada na figura. - Pressão admissível do solo: =0,3 MPa = 0,03 N/c 2 - Concreto: fck = 15 MPa = 1,5 kN/cm2 - Aço: CA-50 𝒉𝒐 𝟐𝒄 8 Ø 10 c/15 (180cm) 𝒉𝒐 𝟐𝒄 𝑳𝒙 𝟐𝒄 𝒉 𝒐 𝟐 𝒄 8 Ø 1 0 c/ 15 (1 80 cm ) 𝒉 𝒐 𝟐 𝒄 𝑳𝒚 𝟐 𝒄 h ho Asy Asx L y Lx y x 2.6 - DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CONTÍNUA Em geral é adotada uma viga em balanços desiguais. - DIMENSIONAMENTO GEOMÉTRICO: Altura da viga: 𝑯 = 𝑫 𝟖 Balanço: Adota-se o valor para X2≈50cm e calcula-se X1. Comprimento dos balanços: 𝑿𝟏 = 𝑿𝟐 + 𝑵𝟏−𝑵𝟐 𝑵𝟏+𝑵𝟐 𝑫 Comprimento da sapata: 𝑪 = 𝑿𝟏 + 𝑿𝟐 + 𝑫 Peso próprio estimado: 𝑷𝑷𝒌𝒆 = 𝟎, 𝟏. 𝑵𝟏 + 𝑵𝟐 Largura da sapata: 𝑳 = 𝑵𝟏+𝑵𝟐+𝑷𝑷𝒌𝒆 𝑪 . 𝝈 𝟔𝟎𝒄𝒎 Altura da sapata: 𝒉 = 𝑳−𝒂 𝟑 𝟒𝟎𝒄𝒎 𝒉𝟎 = 𝒉 𝟑⁄ 𝟐𝟎𝒄𝒎 - VERIFICAÇÃO DE TENSÃO NO CONCRETO: 𝝈𝒅 = 𝑵𝒅 𝒂 .𝒃 𝒇𝒄𝒅 >> Nd maior N1 N2 X1 D X2 (N1 + N2 +PPke) / C V i g a a L L C a b - DIMENSIONAMENTO DE ARMADURA: Cobrimento: 4,0cm 𝑵𝒌 𝑵 𝑵 𝑪 Área de aço: 𝑨 𝒄𝒎 𝒎 𝑵𝒅 . 𝑳 𝒂 , . 𝒅 . 𝒇 𝒅 𝑘𝑁/𝑚 ; 𝑐𝑚 ; 𝑘𝑁/𝑐𝑚2 𝒅 𝒉 𝒄 𝑨 𝒎𝒊𝒏 , %. . 𝒉𝒐 Armadura de distribuição: 𝑨 𝑨 - DIMENSIONAMENTO DA VIGA 𝑲𝒎𝒅 𝑴 𝒅 𝒃 .𝒅 . 𝒇𝒄𝒅 e 𝑲𝒎𝒅 𝑴 𝒅 𝒃 .𝒅 . 𝒇𝒄𝒅 Obs. - Arredondar kmd para cima com múltiplos de 0,005 - Fazer a verificação de domínio para cada kmd na tabela em anexo. se Kmd estiver nos domínios 2 ou 3, armadura simples: 𝑨 𝑴 𝒅 . 𝒌 . 𝒅 . 𝒇 𝒅 𝒆 𝑨 𝒊𝒏𝒇 𝑴 𝒅 . 𝒌 . 𝒅 . 𝒇 𝒅 𝒄𝒎 ÁREA DE AÇO MÍNIMA 𝑨 𝐦𝐢𝐧 , . 𝑨𝒄 PARA fck = 20MPa e 25MPa 𝑨 𝐦𝐢𝐧 , . 𝑨𝒄 PARA fck = 30MPa 𝑨 𝐦𝐢𝐧 , . 𝑨𝒄 PARA fck = 35MPa 𝑨 𝐦𝐢𝐧 , . 𝑨𝒄 PARA fck = 40MPa se Kmd estiver no domínio 4, armadura dupla: 𝑴𝒅𝟏 𝑲𝒎𝒅𝟑𝟒 . 𝒃𝒘 . 𝒅𝟐 . 𝒇𝒄𝒅 𝑴𝒅𝟐 𝑴𝒔𝒅 − 𝑴𝒅𝟏 𝑨𝒔𝟏 𝑴𝒅𝟏. 𝟏𝟎𝟎² 𝒌𝒛𝟑𝟒 . 𝒅 . 𝒇𝒚𝒅 𝒆 𝑨𝒔𝟐 𝑴𝒅𝟐. 𝟏𝟎𝟎² 𝒅 − 𝒅 . 𝒇𝒚𝒅 𝑨𝒔 𝑨𝒔𝟏 + 𝑨𝒔𝟐 >> tração 𝑲𝒎𝒅𝟐 𝑴𝒅𝟐 𝒃𝒘 . 𝒅𝟐. 𝒇𝒄𝒅 se kmd2 ≤ 0,158: 𝑨𝒔 𝑨𝒔𝟐 >> Compressão se kmd2 > 0,158: 𝑨𝒔′ 𝑴𝒅𝟐 . 𝟏𝟎𝟎² 𝒅− 𝒅 . 𝑬𝒔. 𝜺𝒔 >> Compressão Exercício 1 Projetar a sapata sob dois pilares: D=150cm a= 30cm ; b=30cm - N1 = 400kN ; N2 = 500 kN - 𝝈𝒔 𝟎, 𝟐 𝑴𝑷𝒂 fck = 20 MPa CA50 Para momento positivo: As As = As1 + As2 2.7 - DIMENSIONAMENTO DE SAPATA de DIVISA Nesse coso é recomendado construir uma viga de equilíbrio visto que as maiores pressões no solo ocorrem nas proximidades do terreno vizinho. 8888 - DIMENSIONAMENTO DA SAPATA DE DIVISA: A sapata de divisa é dimensionada como sapata isolada. - DIMENSIONAMENTO DA SAPATA INTERNA: A sapata interna é dimensionada para uma carga 𝑵 𝑹 onde 𝑹 𝟏,𝟏 𝑵𝟏 𝑳 𝒃 𝒗 𝑳 - ESFORÇOS NA VIGA-LAVANCA: DCL: Sapata interna viga-alavanca C a b L 1,1N1 b/2 ȡ R L v b q=N1/b ȡ` L v Ro REAÇÃO NA SAPATA INTERNA: 𝑹𝒐 𝑵 𝑳 𝒃 𝒗 𝑳 REAÇÃO DO SOLO: 𝝆` 𝑵𝒌 𝑳 CORTANTE MÁXIMA: 𝑽𝒎á𝒙 𝑵𝒌 𝑵 MOMENTO MÁXIMO: 𝑴𝒎á𝒙 𝑹𝒐 𝝆` 𝑹𝒐. 𝑳 EXERCÍCIO Projetar a sapata de divisa e a viga-alavanca: a = 20cm ; b = 40cm N1 = 160kN = 0,3MPa v = 300cm fck = 20MPa aço CA50 3- BLOCOS SOB ESTACAS 3.1 - MÉTODO DAS BIELAS E TIRANTES Esquema básico de funcionamento dos blocos: Forças do nó junto à estaca: B > compressão na biela T > tração do tirante R > reação da estaca NÚMERO DE ESTACAS (ne) O diâmetro Øe das estacas é um critério de projeto. 𝒏𝒆 𝑵𝒌 𝑷𝒆 𝑵𝒌 , . 𝑷𝒌 Pk > carga do pilar Pe > carga admissível da estaca (em função do fck, tipo e Øe) B T R 3.2- BLOCOS SOBRE 2 ESTACAS 𝑳𝒐 Ø𝒆 𝒎𝒐𝒍𝒅𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒎 𝒍𝒐𝒄𝒐 𝒕 𝒄𝒎 𝑳 𝐋𝐨 Ø𝐞 𝐭 𝑪 Ø𝐞 𝐭 𝐜𝐦 𝑳 𝒂 .𝒉 𝑪 𝒃 arredondar p/ cima , . 𝒍𝒃 𝒄𝒎 𝒉 𝒄𝒎 𝑵𝒌 𝑷𝒌 . , ; 𝑹𝒌 𝑵𝒌 ; 𝑻𝒌 , . 𝑹𝒌 ARMADURA DE TRAÇÃO: 𝑨𝒔 𝒕 𝑻𝒌 𝒇 𝒅 𝐴𝑠 min 0,15% . ℎ . Ø𝑒 VERIFICAÇÃO DAS TENSÕES NA BIELA: 𝒃𝒊𝒆𝒍𝒂 𝑹𝒌 , 𝑨𝒆 , 𝒇𝒄𝒅 𝐽𝑢𝑛𝑡𝑜 à 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑎 𝒃𝒊𝒆𝒍𝒂 𝑵𝒌 , 𝑨𝒑 , 𝒇𝒄𝒅 𝐽𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑜 𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 L t a b C t Lo ≥5cm m h Ø𝒆 Ae > Área de seção de uma estaca Ap > Área de seção do pilar VERIFICAÇÃO DO CISALHAMENTO: 𝝆 𝑨𝒔 Ø𝐞 . 𝒅 𝒌 |𝟏, 𝟔 𝒅| 𝟏, 𝟎 𝒎 𝝉𝑹𝒅 𝟎, 𝟎𝟑𝟕𝟓 . 𝒇𝒄𝒌𝟐 𝟑⁄ 𝑴𝑷𝒂 𝑽𝑹𝒅𝟏 𝝉𝑹𝒅 . 𝒌 . 𝟏, 𝟐 𝟒𝟎. 𝝆 . 𝑪. 𝒅 𝒌𝑷𝒂 ; 𝒎 𝑽𝒔𝒅 𝑵𝒌 . 𝟏, 𝟒 se 𝑽𝒔𝒅 𝑽𝑹𝒅𝟏 não há necessidade de armaduras transversais EXEMPLO e EXERCÍCIO Dimensionar um bloco sob estacas para os dados abaixo: P = 380 kN a=20cm ; b=20cm aço CA50 fck = 25MPa Øe = 20cm Pe = 200 kN Øarranque = 10.0mm3.3- BLOCOS SOBRE 3 ESTACAS 𝟒𝟎𝒄𝒎 𝒉 𝟏, 𝟓 . ∅𝒆 arredondar p/ cima 𝟎, 𝟔 . 𝒍𝒃 + 𝟓𝒄𝒎 𝒅 = 𝒉 − 𝒄 − 𝟎, 𝟓∅ 𝑳𝒐 𝟑 Ø𝒆 𝒎𝒐𝒍𝒅𝒂𝒅𝒂 𝒆𝒎 𝒍𝒐𝒄𝒐 𝟎, 𝟑. 𝒂 𝑫 𝟎, 𝟑 . 𝒃 𝑵𝒌 = 𝑷𝒌 . 𝟏, 𝟎𝟓 ; 𝑹𝒌 = 𝑵𝒌 𝟑 ; 𝑻𝒌 = 𝟎, 𝟖𝟓 . 𝑹𝒌 VERIFICAÇÃO DAS TENSÕES NA BIELA: 𝝈𝒃𝒊𝒆𝒍𝒂 = 𝑵𝒌 𝟎, 𝟔 𝑨𝒑 𝟏, 𝟕𝟓𝒇𝒄𝒅 >> 𝐽𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑜 𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 𝝈𝒃𝒊𝒆𝒍𝒂 = 𝑹𝒌 𝟎, 𝟔 𝑨𝒆 𝟎, 𝟖𝟓𝒇𝒄𝒅 >> 𝐽𝑢𝑛𝑡𝑜 à 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑎 D Nk d h Tk Rk Lo ARMADURA DE TRAÇÃO: 𝑨 , . 𝐴𝑠 min 0,15% . ℎ . Ø𝑒 ou: 𝑨 𝐴𝑠 min 0,15% . ℎ . Ø𝑒 EXEMPLO e EXERCÍCIO Um pilar de 14cm x 35cm, armado com Ø de 10mm, deverá descarregar P=480kN em um bloco sob estacas tipo Strauss (Pe=200kN e Øe=25cm). Considerando a tensão admissível do solo igual a 0,3MPa, fck do concreto igual a 20MPa e aço CA50, (A) Faça o dimensionamento geométrico e (B) o dimensionamento de armaduras do bloco. 3.4- BLOCOS SOBRE 4 ESTACAS
Compartilhar