Blocos de Estacas com Cargas Centradas

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1 FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO - FATEC SP Blocos de Estacas com Cargas Centradas DISCIPLINA: ESTRUTURAS II DEPARTAMENTO: EDIFÍCIOS PROFESSOR: JOSÉ NAGIB MIZIARA FILHO 13

2 Índice Geral Faculdade de Tecnologia de São Paulo 1. Introdução 2. Cálculo de blocos de estacas (cargas centradas) 2.1. Método de bielas 2.2. Esquemas resistentes 2.3. Ensaios de Blévot 3. Blocos de estacas Resumo Ensaios de Blévot 4. Tabela de estacas 2

3 1. Introdução Os blocos de estacas têm, em geral, dimensões tais que a eles não se aplicam mais as hipóteses admitidas para o cálculo de esforços em barras, da resistência dos materiais. Calculam-se os mesmos admitindo-se no seu interior um esquema resistente de TRELIÇA ESPACIAL. Este processo inspirou-se no proposto por LEBELLE para o cálculo de sapatas diretas e é descrito a seguir, tendo por roteiro o trabalho de BLÉVOT, que também realizou pesquisas experimentais relativas à precisão do método e aos detalhes construtivos que convém empregar. 2. Cálculo de blocos de estacas (cargas centradas) 2.1. Método das bielas É um processo aproximado e empregado com frequência no dimensionamento de blocos. O método consiste em admitir no interior do bloco, uma treliça espacial constituída de: a) Barras tracionadas, situadas no plano médio das armaduras; este plano é horizontal e se localiza logo acima do plano de arrasamento das estacas; b) Barras comprimidas, inclinadas, chamadas bielas. 3

4 As bielas têm suas extremidades de um lado na intersecção do eixo das estacas com o plano das armaduras, do outro lado em ponto conveniente do pilar, que é suporto sempre de seção quadrada de lado a. Se o pilar for de seção retangular, admitir para a a menor dimensão do mesmo. As forças de compressão das bielas são resistidas pelo concreto, as de tração, que atuam nas barras horizontais, são resistidas por armaduras colocadas na posição do eixo dessas barras. Calculados os esforços nas barras da treliça, pode-se: a) Determinar a seção necessária das armaduras; b) Verificar a tensão de compressão nas bielas nos pontos críticos, que são os das seções situadas junto ao pilar e à estaca Esquemas resistentes A seguir vamos mostrar, de acordo com o métodos das bielas, os esquemas resistentes (treliças) e os esforços nas barras, para os principais blocos regulares. 4

5 a) Bloco de 2 estacas: Inclinação das bielas Esforços 5

6 b) Bloco de 3 estacas Inclinação das bielas Esforços 6

7 Se as barras tracionadas forem os lados do triângulo vem: Z força de tração, segundo os lados do triângulo. 7

8 c) Bloco de 4 estacas Inclinação das bielas Esforços 8

9 Se as barras tracionadas forem os lados do quadrado, vem: Z Força de tração, segundo os lados do quadrado. 9

10 d) Bloco de 5 estacas Se as estacas estiverem dispostas nos vértices e no centro do quadrado, procede-se como no caso anterior (c), substituindo-se nos cálculos P por 4/5 P. Se as estacas estiverem dispostas nos vértices de um pentágono regular, vem: 10

11 Inclinação das bielas Esforços O valor de Z, anteriormente calculado, refere-se as barras tracionadas na posição da figura abaixo. A força de tração Z pode ainda ser decomposta, segundo os esquemas (a) e (b), a seguir. 11

12 Caso (a) Armadura segundo os lados Para dispormos a armadura segundo os lados do pentágono, decompõese Z nas direções Z indicada acima e calcula-se a mesma segundo a fórmula abaixo: Caso (b) Armadura em estrela As forças de tração Z valem: 12

13 e) Bloco de 6 estacas Inclinação das bielas Esforços 13

14 Se as barras forem os lados do hexágono, vem: Z força de tração, segundo os lados do hexágono. 14

15 f) Bloco de 7 estacas Se as estacas estiverem dispostas nos vértices e no centro do hexágono, procede-se como no caso anterior (e), substituindo-se nos cálculos P por 6/7 P. 15

16 2.3. Ensaios de Blévot Recomendações para o dimensionamento Bloco de 2 estacas Altura do bloco 40 θ 60 De preferência 45 θ 55 Armadura necessária (Força de tração calculada pelo método das bielas x 1,15) 16

17 Tensões máximas de compressão do concreto σc, biela, lim, pilar = estaca = 0,85 fck É necessário verificar-se: Tensão na biela junto ao pilar Tensão na biela junto à estaca Ac = Área da seção do pilar A c = Área da seção da estaca 17

18 Detalhes da armação A s = 1/5 As (pode chegar até 1/8 As nos blocos de estacas moldadas in loco, de grande diâmetro. Ø2 12,5 mm 18

19 DETALHE A r > 7Ø 19

20 Tipo de estaca Madeira Pré Moldada Quadrada Strauss Simplex Duplex Franki Pré Moldada sem anelar Brocas Aço Ø (cm) D = 15 D= D = x 25x25 x 35x35 D = D = D = 50 D=40 D=52-54 D = 40 D = 52 D = 60 D = D = D = D = 15 D = 25 Carga de trabalho (t) Espaça mento (cm) Distancia de divisa (cm) TABELA DE ESTACAS Distancia do bloco (cm) Comprim ento máximo (m) COM EMENDA Pr. Adm. Na estaca (kg/cm²) Tipo de Solo Submerso Qualquer Areia Silte Argila Areia Silte Argila Areia Argila Dura Qualquer Solo Coesivo Areia Comp. Ou Rocha Obs Se acima do N.A, com proteção Faculdade de Tecnologia de São Paulo Estudar Agressividade Exceto Argila Muito Mole

21 1ºTIPO mais usado 2ºTIPO mais usado N Est Esquema BLOCOS DE ESTACAS RESUMO ENSAIOS DE BLÉVOT dmin 0,5 (l-a/2) 0,58 (l-a/2) 0,71(l-a/2) Compressão na biela 1ºTIPO Segundo os lados (+ malha de As/5 em cada direção) Z1 (segundo os lados) Z2 (cada direção Detalhes da armadura Z1(segundo os lados) Z2(segundo as medianas) 2ºTIPO Z1 (segundo os lados) Z2 (segundo as diagonais) 21

22 Blocos de Estacas Resumo Ensaios de Blévot NºEst Esquema d (mm) Compressão na biela Detalhes da armadura 5 0,71 (la/2) A armadura tem a mesma disposição dos blocos com 4 estacas, substituindo-se P por 4/5 P. 5 0,85 (la/3,4) Neste caso não há necessidade de se verificar, desde que d dmin (Ø 55º) Z(segundo os lados) Z =Z/4 6 0,85 (la/3,4) Neste caso não há necessidade de se verificar, desde que d dmin (Ø 55º) A armadura tem a mesma disposição dos blocos com 5 estacas, substituindo-se P por 5/6 P. 22

23 6 (l-a/4) Neste caso não há necessidade de se verificar, desde que d dmin (Ø 55º) Z1(segundo os lados) Z2(segundo as diagonais) 7 (l-a/4) Neste caso não há necessidade de se verificar, desde que d dmin (Ø 55º) A armadura tem a mesma disposição dos blocos com 6 estacas, substituindo-se P por 6/7 P. OBS: VALORES DE α PARA AS ESTACAS 3 ESTACAS, 2º TIPO: 0,7 α 0,8 4 ESTACAS, 1º TIPO: 0,7 α 0,85 4 ESTACAS, 2º TIPO: 0,5 α 0,7 6 ESTACAS: 0,4 α 0,6 23