Estruturas Especiais de Concreto Armado I. Aula 1 -Sapatas

Transcrição

1 Estruturas Especiais de Concreto Armado I Aula 1 -Sapatas

2 Fonte / Material de Apoio: Apostila Sapatas de Fundação Prof. Dr. Paulo Sérgio dos Santos Bastos UNESP - Bauru/SP Livro Exercícios de Fundações Urbano Rodrigues Alonso Ed. Blucher Normas ABNT: NBR 6122 Projeto e Excuçãode Fundações NBR 6118 Projeto de Estruturas de Concreto

3 Sapatas -Conceito sapatas são elementos de fundações superficiais (rasas); com profundidade de assentamento inferior a duas vezes a menor que ela apresenta; normalmente executadas em concreto armado convencional; distribuem os carregamentos recebidos em toda a superfície inferior do bloco.

4 Sapatas isoladas: transmite para o solo ações de um único pilar. Pode possuir diversas formas geométricas, mas usualmente é feita quadrada ou retangular. Não necessitam de travamento. Tipos de Sapatas

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6 Sapatas corridas: recebe carregamento distribuído linearmente, como o de alvenarias ou diversos pilares ao longo de um alinhamento.

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8 Sapata associada: recebe mais de um pilar, o que ocorre quando ou dois pilares estão muito próximos. Deve possuir uma viga de rigidez que distribui a carga de ambos os pilares de forma homogênea para a base. É importante que o centro de cargas dos dois pilares coincida com o centro de gravidade da sapata.

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10 Sapata alavancada: É muito comum em pilares de divisa onde o momento fletor causado pela distância entre o pilar e o centro da base da sapata deve ser levado para a viga de equilíbrio (ou viga alavanca). Para que funcione, a viga deve estar apoiada em outra sapata próxima.

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12 As vigas baldrame e as vigas de equilíbrio podem ser posicionadas de várias maneiras diferentes em relação a altura da sapata, e as sapatas podem receber pilares não retangulares, também.

13 Detalhes Construtivos Ângulo do talude natural do concreto: α< 30º -acima disto, necessário utilizar formas; Colarinho 3 a 10cm; Topo da fundação a 30cm abaixo do piso acabado; Lastro de concreto magro; Altura do rodapé: h 0 h/3 20cm ; Precisão de execução de 5cm.

14 Sapatas Isoladas

15 O c.g. da sapata deve coincidir com o c.g. do pilar; Menor dimensão 60cm (NBR 6122) Para edifícios ainda recomenda-se 80cm; Relação entre os lados A B 2,5; Para situação mais econômica, abas iguais: C A = C B ;

16 Classificação Quanto à Rigidez Pela NBR 6118: Sapata rígida: h A - ap 3 Sapata flexível: h A ap 3 Onde: h = altura da sapata; A = dimensão (lado) da sapata (devese verificar sempre os dois lados da sapata); a p = dimensão do pilar na mesma direção do lado A

17 Classificação Quanto à Rigidez Pelo CEB-70: Sapata rígida: 0,5 tanβ 1,5 Onde: tanβ = h C Se: Sapata flexível: tanβ 0,5 Bloco não armado:tanβ 1,5 Neste caso, o bloco é tão alto que as tensões de tração na base ficam pequenas, de modo que o próprio concreto pode resisti-las (de qualquer forma, é salutar que se coloque uma armação mínima)

18 Pré-dimensionamento da sapata Área de apoio da sapata: Ssap = 1,05. N σ solo Onde: S sap = área de apoio da sapata; N = carregamento incidente na sapata; 1,05 é um fator que estima o peso próprio da sapata e o peso do solo sobre a sapata (pode ser utilizado 1,10 caso a sapata seja de grandes dimensões e fique a uma grande profundidade).

19 Dimensões de sapatas sob pilares quadrados (a p = b p ): Situação mais econômica: A = B Logo: A = B = S sap

20 Dimensões de sapatas com abas iguais nas duas direções (Ca = Cb): A = 2.C a + a p B = 2.C b + b p Se (C a = C b ), fica: A B = a p -b p S sap = A. B A = S sap B Logo: Ssap B B = a p-b p Multiplicando por B, temos: B 2 + (a p b p ). B -S sap = 0

21 Dimensões de sapatas com abas não iguais nas duas direções (Ca Cb): Neste caso, respeita-se alguma imposição que delimita uma das dimensões da sapata; porém, a relação A B 2,5 deve ser sempre respeitada.

22 Exercícios

23 Pré-dimensionar uma sapata isolada para as duas situações a seguir: 1ª Situação: Pilar 40 x 40 cm; N = 200 tf; = 0,4 MPa 2ª Situação: Pilar 40 x 40 cm; N = 200 tf; = 0,4 MPa; Divisa a 60 cm de distância do pilar

24 Resolução 1ª Situação Área da sapata: Ssap = 1,05. N σ solo = 1, = 5,25 m2 h 0 = 25 cm Verificação do ângulo de inclinação do talude do concreto Lado da sapata: A = B = 5,25= 2,29 2,30 m Altura da sapata: Para sapata rígida(nbr 6118) A ap 2,30 0,40 h = 3 3 h= 0,633 m 0,65 m tgα= 0,43 A -a p 2 h - h colarinho= = 2 α= 23,49 graus < 30 graus, logo, OK! Colarinho: 3cm - adotado Rodapé h 0 h 3 =65 3=21,67 cm 20 cm

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26 Resolução 2ª Situação Área da sapata: Ssap = 1,05. N 1, = = 5,25 m2 σ solo 40 Lados da sapata: B = 0,60 + 0,40 + 0,60 = 1,80 m A = 5,25 1,80 = 3,30 m Altura da sapata: Para sapata rígida(nbr 6118) 3,30 0,40 h a =0,97 3 h 0 = 35 cm Verificação do ângulo de inclinação do talude do concreto tgα a = h - h A -a p -colarinho= =0,46 2 α= 24,60 graus < 30 graus, logo, OK! tgα b = =0,97 2 α= 44,13 graus, logo, precisará de forma h b 1,80 0,40 3 =0,47 h 1,00 m Colarinho: 3cm - adotado Rodapé h 0 h 3 =100 3= 33,33 cm 20 cm

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28 Pré-dimensionar uma sapata isolada para a seguinte situação: Pilar 50 x 120 cm; N = 500 tf; = 0,3 MPa

29 Resolução Área da sapata: Ssap = 1,05. N 1, = = 17,50 m2 σ solo 30 Lado da sapata: B 2 + (a p b p ). B -S sap = 0 B 2 + 0,7. B 17,50 = 0 B = 3,85 m A = 17,50 3,85 = 4,55 m Altura da sapata: Para sapata rígida(nbr 6118) Colarinho: 3cm - adotado Rodapé h 0 h 3 =115 3= 38,33 cm 20 cm h 0 = 40 cm Verificação do ângulo de inclinação do talude do concreto tgα= h - h A -a p -colarinho= =0,46 α= 24,50 graus < 30 graus, logo, OK! h a h b 4,55 1,20 3 3,85 0,50 3 =1,12 =1,12 h 1,15 m