Como faço para dimensionar a área de aço de uma sapata?

Bom dia Meu amigo Kaique.

Não é muito simples se dimensionar uma sapata, pois para isso precisaremos de:

1. SPT ( sondagem do solo) para verificação da resistência do solo ou tensão admissível do solo (Ts);
2. Carga que chega do pilar a sapata (N);
3. dimensões desse pilar para deixar a carga o mais centrado possível;

Com isso será utilizado a equação fundamental da resistência dos materiais Tensão=Força(N)/Área(S)

ou seja ;  \(S =1,05.N/ Ts\) ------ daqui retira-se a área da Sapata.   

Para saber a largura e o comprimento, precisará saber as dimensões do pilar, caso o pilar seja quadrado basta extrair a raís quadrada da Área e obterá as dimensões da sapata.  Caso o pilar seja retangular, devera proceder o seguinte:

a= maior largura do pilar

b= menor largura do pilar

A= maior largura da sapata

B= menor largura da sapata

(I)   A-a = B-b 

(II)  \(B = {(b-a) + \sqrt{(a-b)^2+4S} \over 2}\)  ----- encontrará o valor de B , depois substitui na equação (I)

Próximo passo é obter a zona de aderência , para isso terá que acessar a tabela de COMPRIMENTO DE ANCORAGEM BÁSICO para obter o comprimento da barra que fará emenda a barra do pilar, para isso deverá conhecer a resistência do concreto (fck) e o diâmetro da barra do pilar.

Lb = comprimento de ancoragem deverá ser maior ou igual a altura útil (d) - Lb>= d;

d= altura útil =     \(d =(A-a) / 3 \)  ou   \(d =(B-b) / 3 \)

h= é a menor altura da sapata ( antes da para inclinada da sapata) 

h= d/3 ou 20cm ( o que for maior)

H= a altura total da sapata = ===   H= d+cobrimento    --- adota-se cobrimento de 5 a 6cm

para se determinar as armaduras, precisa-se conhecer  o tipo de aço (CA50) que equivale a 500MPa de resistência

Com isso:

FTA= força de tração em A ; FTB= força de tração em B ; d = altura útil (altura da sapara - 6cm ,em média)

na maioria dos casos, dA=dB=d

FTA= \((1,05.N)/8\) x \((A-a)/dA\)

FTA= \((1,05.N)/8\) x \((B-b)/dB\)

e finalmente a área de aço se dará pela equação abaixo:

\(AsA = (1,4. FTA)/fyd\) - sendo , AsA = área de aço na direção A e fyd = 50/1,15=43,48kN/cm².

\(AsB = (1,4. FTB)/fyd\) - sendo , AsA = área de aço na direção A e fyd = 50/1,15=43,48kN/cm².

nunca faça espaçamentos entre as barras mais que 20cm e menor que 4 cm 

as barras ficarão após o cobrimento (fundo da sapata) e terão dobras nas pontas igual a :  dobra= h - 10

dica: o melhor a fazer é contratar um profissional habilitado, seja um engenheiro ou um geotécnico.

Espero ter ajudado..

Abraço

Sapata é um elemento de fundação rasa ou superficial de concreto armado que geralmente tem a sua base em planta quadrada, retangular ou trapezoidal. As sapatas de fundação são dimensionadas para que as tensões de tração que atuam sobre a fundação sejam resistidas pela armadura e não pelo concreto.

A área da base da sapata é calculada em função do carregamento majorado em 5% e a tensão admissível do solo.

Para termos momentos iguais nas abas da sapata, gerando assim uma economia e uma melhor distribuição dos esforços, iremos usar uma relação homotética entre as dimensões do pilar e as dimensões da sapata.