TQS - SISEs Parte 9 Fundações em bloco sobre uma estaca sem baldrame
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- Otávio de Santarém Neves
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1 Palavras-chave: SISEs, bloco sobre estacas, pórtico espacial. Neste texto será falado um pouco da interação entre pilares, vigas e lajes de uma edificação usual com os elementos estruturais de estabilidade e o solo. Neste caso vamos abordar a questão da fundação em estacas, especificamente uma estaca so b pilar. Este é um caso interessante, pois o solo deve ser, obrigatoriamente, considerado para dar condições de estabilidade a estrutura. Este tipo de estrutura é, aparentemente, simples. Entretanto, cuidados especiais devem ser tomados, pois a análise conjunta entre a estrutura, estaca e presença do solo leva a considerações não muito intuitivas. A análise feita está mais preocupada com os esforços solicitantes em todo o conjunto estrutura + estaca. Com a obtenção de solicitações satisfatórias, o dimensionamento e o detalhamento estrutural se tornam possíveis. É evidente que também que foi feita as verificações estruturais necessárias para a estrutura e a estaca (estabilidade, capacidade admissível da estaca, seção transversal adequada, etc.). O modelo será teórico, cujo principal objetivo é de apresentar e raciocinar sobre este comportamento conjunto entre estrutura/fundações e solo. Além da estrutura de concreto armado em si, estamos também alimentando a sondagem do solo, características geométricas da estaca e critérios de projeto para determinação das vinculações elásticas (molas) na estaca representando o solo (teoria de Winkler ). Portanto, todas as variáveis acima são bem conhecidas do engenheiro estrutural com exceção dos critérios para determinação das molas. Para as molas verticais adotamos o cálculo da capacidade de carga da estaca através do processo Aoki-Lopes, processo bem conhecido de 1 / 14
2 todos. O método oki -Lopes também considera e calcula recalque da estaca para um determinado carregamento considerando o efeito das demais estacas (grupo). Com o recalque e a carga ao longo da estaca, basta dividir uma grandeza pela outra que obtemos as molas verticais distribuídas. A Para as molas horizontais a situação é mais indefinida. Temos dois processos básicos, um deles depende da característica do material e o outro depende dos valores obtidos pelo SPT do terreno. Neste exemplo será adotado o método que detende do SPT, pois ele vai refletir melhor as variações das camadas do solo e medidas nas sondagens. Cabe aqui lembrar que, devido a imprecisão na obtenção destes valores, a representação do solo deve ser feita sempre com valores máximos e mínimos das grandezas e, posteriormente, adota-se uma envoltória final para detalhamento. Descrição do projeto O projeto terá 4 pavimentos na superestrutura, com 4 pilares quadrados (30x30 cm), lajes de altura de 10cm, 4 vigas de 30x40cm, em cada pavimento (com exceção da fundação) e vãos de 5m: 2 / 14
3 Dimensões do pavimento Tipo: 3 / 14
4 Cargas consideradas na laje: 0,1tf/m2 de carga permanente e 0,15tf/m2 de carga acidental. Foram também considerados 4 casos de vento: Sondagem: 4 / 14
5 Estaca: comprimento Modelos tipo 1: estudados hélice estaca contínua, de 7m. tensão admissível de 40kgf/cm2,fator de segurança 2 e Neste Solução 1 , 2: 3: 1: Blocos iremos sobre tratar 41 apenas estacas, estaca, da COM Solução SEM vigas 1, baldrames devido a extensão entre os os do blocos Para absorvidos =60cm, instabilidades Com devido Coeficiente esta elemento condição, pela fundação de mola fundação. momentos sem (estacas), majoração Nestes fletores, visto termos, que oriundos cada verificou-se pilar superestrutura, está a dimensão ligado diretamente mínima precisam assunto. também Modelo para isso, eliminar às devem flexões surge fundação os ser a estrutura, avisos, necessidade transmitidos dimensionadas em planta: de etc. capacidade das às estacas e detalhadas. carga, através serem tensões armadas, dos blocos excedidas, para de fundação, combate deslocamentos aos cujas destas esforços com ser armaduras o limites, estacas: seu 5 / 14
6 Modelo 3D de toda estrutura + estacas: 6 / 14
7 O elásticos), a presença infra-estrutura pórtico espacial formando-se efeito discretizada resultante, então solo: e para um agregada novo este pórtico caso, à superestrutura será espacial como o um (através que modelo segue integrado abaixo, novos nós onde e e único vínculos se observa com 7 / 14
8 Os Pórtico de forma principais Espacial concisa. resultados (esforços obtidos e deslocamentos), podem ser verificados quanto nos graficamente, desenhos que tanto o SISEs na visualização nos fornece, do Detalhe carregamento : de visualização acima (envoltória) de diagramas, pelo pórtico espacial, específico para o esforço (My) e 8 / 14
9 9 / 14
10 Deve-se estaca spilares efeitos do + Desenho usuário) única conjunto devem a estaca. para notar flexão, gerado segunda pilar o ter que Bloco a pelo emendas estrutura o ordem momento B4. SISE, não com fletor fica as os armaduras estável. resultados na estaca As das foi (esforços armaduras maior estacas. do e deslocamentos, do que Não no estamos pilar. Sem estudando selecionáveis a colaboração ainda pelo os da Observe num cm. o passou, armada. fletor atendeu Algumas Estrutura): ponto pelo intermediário, diagrama acima igual que a o momento Coeficientes Sob ponto estaca de plenamente. Com tem verificações vista Gama regiões esta do magnitude concreto, Z a de estaca momentos fletor (gz simples tração. sobre Sob a o estabilidade ponto de vista do máximo do modelo solo, na a integrado capacidade estaca não (com de está a carga interação no topo da estaca e Solosim ): tf* Deslocamentos Para Horizontais: 0.39 obterse cm como estacas com diâmetros inferiores (H/2768), a Ø = 60 entre cm, pavimentos: não se consegue, 0.11 gz) sem cm necessita-se de elevados, resultado deslocamentos uma estrutura horizontais estável. globais O sistema e entre acusa pavimentos coeficientes excessivos, de Gama através (Hi/2410). estamos armadura. 2 estacas quase Coeficientes elementos estudando toda diâmetro a estaca. travamento aqui mola Ø com Não = majorados 60 profundidade na cm, fundação, armaduras em 10x métodos nas estacas construtivos e o comprimento para a execução destas etc. Z ( deste Portanto, armaduras desta modelo, Vamos com apresentar coeficientes abaixo de mola os nas diagramas estacas de multiplicados momentos fletores por 10 vezes: no conjunto estrutura/fundação 10 / 14
11 11 / 14
12 A não da fletores na 3 Muitos momentos - primeira estaca base Pilar alterou colegas Articulado no se observação pilar significativamente reduziram. solo, acham aumentaram. os e momentos Coeficientes que a Mesmo ser simplesmente feita os assim resultados é que de é Mola o necessária aumento articular de Normais momentos a do base a vínculo armação do fletores. pilar elástico nas resolve Com estacas. horizontal o o maior problema Os em engastamento 10 dos vezes para este caso. fletores na estaca. Vamos apresentar abaixo o mesmo diagrama de momentos fleto 12 / 14
13 13 / 14
14 No primeiro na momentos fletores aparecem é (1.075). Aproveitando infelizmente, para a estaca diagrama pavimento não acima foram dá eliminados. pórtico para notar aumentaram Devido que os a momentos componente e o que é fletores fundamentais o Esta nulo. a solução fundação O edifício ao não longo a também oportunidade, considerando é tão do fuste rara não sofreu é quanto uma vale apenas pilar. deslocamentos boa aqui se Apenas pensa: solução. lembrar carga no a vertical. passagem também A topo horizontais estaca o da principal: Se horizontal estaca de também dos a outra maiores estrutura positivos valores o observação da necessita momentos e força no é de o engastada Gama pilares cargas na ser interessante base Z armada. e aumentou na a do estrutura rotação viga pilar, do consequências imprevisíveis. translação conceito de horizontal, projeto para o seu está equilíbrio. presença deficiente Se comomentos a fundação fletores não for e projetada forças horizontais para solicitações, são todo que, os 4 Observe com - Estrutura engaste os diagramas Engastada perfeito : a seguir ( sem para fundação este mesmo projetada) projeto, considerando as bases dos pilares Detalhe da envoltória dos momentos My (base dos pilares e 1º. lance), considerando o pórtico da estrutura com engastamentos perfeitos. 14 / 14
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