Escrito por Eng. Nilson Oliveira Silva Qua, 04 de Fevereiro de :36 - Última revisão Qua, 04 de Fevereiro de 2009

Transcrição

1 Qua, 04 Fevereiro :36 - Última revis&atil;o Qua, 04 Fevereiro 2009 Prezados Colegas da Comunida Devido ao interesse que o tema tem spertado e para maior esclarecimento dos participantes, vamos voltar ao assunto da interação entre os pilares, vigas e lajes uma edificação usual, os elementos estruturais fundação e o solo. Neste caso vamos abordar a questão da fundação em s, especificamente uma sob o pilar. Este é um caso interessante, pois o solo ve ser, obrigatoriamente, consirado para dar condições estabilida a estrutura. Como já foi dito aqui nesta comunida, este tipo estrutura é, aparentemente, simples. Entretanto, cuidados especiais vem ser tomados, pois a análise conjunta entre a estrutura, e presença do solo leva a consirações não muito intuitivas. A análise feita está mais preocupada com os esforços solicitantes em todo o conjunto estrutura +. Com a obtenção solicitações satisfatórias, o dimensionamento e o talhamento estrutural se tornam possíveis. É evinte que também fizemos as verificações estruturais necessárias para a estrutura e a ( estabilida, capacida admissível da, seção transversal aquada etc.) O molo abaixo é um molo teórico. O principal objetivo é o apresentar e raciocinar sobre este comportamento conjunto entre estrutura / fundações e solo. Além da estrutura concreto armado em si, estamos também alimentando a sondagem do solo, características geométricas da e critérios projeto para terminação das vinculações elásticas (molas) na representando o solo (teoria Winkler). Portanto, todas as variáveis acima são bem conhecidas do engenheiro estrutural com exceção dos critérios para terminação das molas. Para as molas verticais adotamos o cálculo da capacida carga da através do processo Aoki-Lopes, processo bem conhecido todos. O método Aoki-Lopes também consira e calcula o recalque da para um terminado carregamento consirando o efeito das mais s (grupo). Com o recalque e a carga ao longo da, basta dividir uma granza pela outra que obtemos as molas 1/8

2 Qua, 04 Fevereiro :36 - Última revis&atil;o Qua, 04 Fevereiro 2009 verticais distribuídas. Para as molas horizontais a situação é mais infinida. Temos dois processos básicos. Um les pen da característica do material e o outro pen dos valores obtidos pelo SPT do terreno. Estamos adotando o método que pen do SPT, pois ele vai refletir melhor as variações das camadas do solo e medidas nas sondagens. Cabe aqui lembrar que, vido a imprecisão na obtenção stes valores, a representação do solo ve ser feita sempre com valores máximos e mínimos das granzas e, posteriormente, adota-se uma envoltória final para o talhamento. Estamos empregando aqui o novo sistema computacional senvolvido pela TQS e em fase implantação em alguns clientes: SISEs. Neste novo sistema, para terminação dos coeficientes mola (verticais e horizontais), basta fornecer os elementos da fundação, sondagens e selecionar os critérios cálculo (envolve conhecimentos geotécnicos); a partir daí a estrutura é automaticamente discretizada e as molas calculadas automaticamente e introduzidas no molo. Descrição do projeto: Superestrutura 4 pavimentos, com 4 pilares quadrados (30 x 30 cm), lajes altura 10 cm, com quatro vigas 30 x 40 cm, em cada pavimento (com exceção da planta fundação, em alguns casos), vãos 5m. Dimensões típicas cada pavimento: 2/8

3 Qua, 04 Fevereiro :36 - Última revis&atil;o Qua, 04 Fevereiro 2009 Cargas consiradas lajes: ( 0,60 tf/m2: 0,25 [peso próprio] [perm.]características: [variav.]). Consirados tambémnas 4 (quatro) carregamentos vento, com as seguintes Sondagem: Estaca: Tipo hélice contínua, adotaremos segurança = 2.0. Comprimento 7 m. uma tensão admissível? adm = 40 kgf/cm² e fator Molos Estudados: A partir dos dados fornecidos, foram verificadas as dimensões necessárias para as seguintes condições fundação (3 soluções propostas): Solução 1 - Blocos sobre 1, SEM vigas-baldrame entre os blocos Solução 2 - Blocos sobre 3 s, SEM vigas-baldrame entre os blocos Solução 3 - Blocos sobre 1, COM vigas-baldrame, entre os blocos Observe que, por se tratar uma estrutura com simetria, nas duas direções, os resultados, apresentados aqui em uma direção (X), são análogos aos da outra direção (Y). A seguir, os talhamentos, alguns comentários e os resultados obtidos, para cada condição. Esta mensagem, vido a sua extensão apresentará apenas a solução 1. 3/8

4 Qua, 04 Fevereiro :36 - Última revis&atil;o Qua, 04 Fevereiro 2009 Solução 1 - Blocos sobre 1 (uma), SEM vigas-baldrame entre os blocos: 1.1) Coeficientes Mola Sem Majoração Para esta condição, os momentos fletores, oriundos da superestrutura, precisam ser absorvidos pela fundação as s, visto que cada pilar está ligado diretamente com o seu vido elemento fundação. Nestes termos, verificou-se a dimensão mínima stas s: Ø = 60 cm, para eliminar os avisos capacidas carga, tensões excedidas, slocamentos limites, instabilidas da estrutura, etc. Daí a necessida das s serem armadas, para combate aos esforços vidos às flexões, transmitidos às s através dos blocos fundação, cujas armaduras também vem ser dimensionadas e talhadas. Molo da fundação em planta (sem travamento) Molo 3D toda estrutura + s 4/8

5 Qua, 04 Fevereiro :36 - Última revis&atil;o Qua, 04 Fevereiro 2009 O pórtico espacial resultante, para este caso, será como o que segue abaixo, on se observa a infra-estrutura discretizada e agregada à superestrutura (através novos nós e vínculos elásticos), formando-se então um novo pórtico espacial - um molo integrado e único com a presença do efeito do solo: Pórtico espacial com a infra-estrutura agregada. Detalhe representativo dos vínculos elásticos que representam o solo ao longo da. Os principais resultados obtidos pom ser verificados graficamente, tanto na visualização do Pórtico espacial (esforços e slocamentos), quanto nos senhos que o SISEs, nos fornece, forma concisa: 5/8

6 Qua, 04 Fevereiro :36 - Última revis&atil;o Qua, 04 Fevereiro 2009 Detalhe carregamento visualização acima (envoltória). diagramas, pórtico espacial, específico para eda conjunto Deve-se as armaduras a notar flexão, pilar +das que única a estrutura s. o momento. Não nãofletor fica estamos estável. na pelo estudando Asfoi armaduras maior ainda doos do que efeitos pilares no pilar. vem segunda Semo ter aesforço colaboração emendas orm(my) docom Desenho usuário) gerado odiagrama Bloco pelo B1. SISE, com os resultados (esforços epavimentos: slocamentos, selecionáveis pelo Observe num ponto pelo intermediário, igual que a o momento fletor máximo na não está no topo evista sim tf*cm, Com do esta cm² apara magnitu capacida (14 Øs 10 mm). acima momentos carga Portanto, sob fletor oaa ponto atenu tem corresponria plenamente. vista regiões do concreto, tração. aexcessivos, uma atoda armadura Sob ponto As armada. = Estrutura): Algumas verificações simples sobre a estabilida do molo integrado (com aopassou, interação Solo-solo, Coeficientes Gama Z ):da Deslocamentos Horizontais: 0.64 cm (H/1883), entre 0.19 cm (Hi/1573.) zprofundida Para s com diâmetros inferiores Ø = que 60 cm, como resultado uma estrutura estável. O sistema não acusa se consegue, coeficientes através Gama ste molo, Z (? )obterse sem armaduras estamos armadura. elementos estudando nas slocamentos travamento aqui e com o (? horizontais comprimento na fundação, globais stas os necessita-se emétodos entre armaduras pavimentos construtivos em s quase para diâmetro a aexecução. etc. ØPortanto, =Não sta 60 cm, z elevados, 1.2) Coeficientes Mola Aumentados em 10X Conforme também já comentado, vamos apresentar abaixo os diagramas momentos fletores no conjunto estrutura/fundação com os coeficientes mola nas s multiplicados por 10 vezes: 6/8

7 Qua, 04 Fevereiro :36 - Última revis&atil;o Qua, 04 Fevereiro 2009 A primeira observação a ser feita é que o aumento do vínculo elástico horizontal em 10 vezes não alterou significativamente os resultados momentos fletores. Com o maior engastamento da no solo, os momentos fletores na se reduziram. Mesmo assim é necessária a armação nas s. Os momentos fletores na base do pilar aumentaram. 1.3) Pilar Articulado e Coeficientes Mola Normais Muitos colegas acham que simplesmente articular a base do pilar resolve o problema dos momentos fletores na. Vamos apresentar abaixo o mesmo diagrama momentos fletores para este caso. No diagrama acima dá para notar que os momentos fletores positivos no pilares e na viga do primeiro pavimento do pórtico aumentaram e o que é o principal: os momentos fletores na não foram eliminados. Devido a componente horizontal da força na base do pilar, os momentos fletores aparecem ao longo do fuste do pilar. Apenas no topo da o momento fletor é nulo. O edifício também sofreu slocamentos horizontais maiores e o Gama Z aumentou. Esta solução também não é uma boa solução. A também necessita ser armada. Aproveitando a oportunida, vale aqui lembrar também outra observação interessante que, infelizmente, não é tão rara quanto se pensa: a passagem dos valores cargas da estrutura para a fundação consirando apenas a carga vertical. Se a estrutura é engastada a rotação e a translação horizontal, a presença momentos fletores e forças horizontais são 7/8

8 Qua, 04 Fevereiro :36 - Última revis&atil;o Qua, 04 Fevereiro 2009 fundamentais para o seu equilíbrio. Se a fundação não for projetada para tais solicitações, todo o conceito projeto está ficiente com conseqüências imprevisíveis. 1.4) Estrutura Engastada ( sem fundação projetada) Observe os diagramas a seguir para este mesmo projeto, consirando as bases dos pilares com engaste perfeito. Detalhe da envoltória dos momentos My (base dos pilares e 1º. lance), consirando o pórtico da estrutura com engastamentos perfeitos. Qual o tipo fundação mais aquado que veria ser consirado para se respeitar este molo? Já vimos neste tópico que a isolada não é uma das melhores soluções. Em mensagens posteriores vamos analisar outras possíveis soluções. Nelson Covas Nilson Oliveira S. TQS São Paulo SP. 8/8