ENGENHARIA ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES II AULA 03 – Dimensionamento de fundações sapatas rígidas corridas
CONCLUS CONCLUSÃO ÃO EXERCÍCI EXERCÍCIOS OS SAPA SAPATA ISOLADA Exercício 1: Dimensionar e detalhar a sapata isolada como sapata rígida, considerando os dados: Pilar: 30 cm x 80 cm; Concreto: fck = 20 MPa; Rds = 0,357 MPa; σs = 0,255 MPa;
Aço: fyk = 500 MPa Carga solicitante: solicitante: 2646 kN;
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA Considerações: a) Armadura mínima à flexão: •
Os parâmetros para o cálculo das taxas e valores mínimos das armaduras passivas nas peças de concreto armado Tabelas 17.3 e 19.1 da NBR 6118/2014;
b) Espaçamento entre barras: •
•
As barras da armadura principal devem apresentar espaçamento no máximo igual a 2h ou 20 cm, prevalecendo o menor desses dois valores; A armadura secundária deve ser igual ou superior a 20% da armadura principal, mantendo-se ainda um espaçamento entre as barras de no máximo 33 cm item 20.1 NBR 6118/2014;
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA c) Ganchos nas extremidades das barras: •
•
Item 22.6.4.1.1 (NBR 6118/2014) recomenda que a armadura de flexão seja uniformemente distribuída ao longo da largura da sapata, estendendo-se integralmente diante dela e terminando em gancho nas duas extremidades; Os ganchos das armaduras de tração seguem as determinações do item 9.4.2.3 da NBR 6118/2014;
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA •
•
Para as barras com φ maior ou igual a 20 mm, devem ser usados ganchos de 135 ou 180 graus; Para barras com φ menor ou igual a 25 mm, deve ser verificado o fendilhamento em plano horizontal, uma vez que pode ocorrer o destacamento de toda a malha da armadura: Diâmetro de dobramento dos pinos (conforme NBR 6118/2014) Bitola (mm)
CA-25
CA-50
CA-60
< 20
4φ
5φ
6φ
≥ 20
5φ
8φ
-
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA d) Comprimento de ancoragem necessário: •
O comprimento de ancoragem necessário pode ser calculado, segundo o item 9.4.2.5 da NBR 6118/2014 por: lb,nec = α x lb x (As, cal / As, ef ) ≥ lb, min (0,3 lb, 10φ e 100 mm) α = 1,0 para barras sem gancho; α = 0,7 para barras tracionadas com gancho, com cobrimento no plano normal ao do gancho ≥ 3φ; α = 0,7 quando houver barras transversais soldadas, conforme o item 9.4.2.2 da NBR 6118/2014; α = 0,5 quando houver barras transversais soldadas, conforme o item 9.4.2.2 da NBR 6118/2014, e gancho com cobrimento no plano normal ao do gancho ≥ 3φ
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA lb: Comprimento de ancoragem básico lb = φ x fyd
4
fbd
fbd: ƞ1 x ƞ2 x ƞ3 x f ctd Ƞ1: 2,25 Ƞ2: 1,0 Ƞ3: 1,0
De acordo item 9.3.2.1 NBR 6118/2014
fctd = 0,7fct,m = 0,21 fck 2/3 1,4 Ƴc
=
0,15 fck 2/3
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA COMPRIMENTO DE ANCORAGEM EM FUNÇÃO DA BITOLA E DOS VALORES CARACTERÍSTICOS DE CONCRETO Comprimento de ancoragem Sem gancho
Resistência característica do concreto (fck em MPa) 15
20
25
30
53φ
44φ
38φ
34φ
37φ
31φ
26φ
24φ
lb = φ fyd / (4 fbd)
Com gancho lb,nec = α.lb = 0,7.lb
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA e) Armadura de espera (arranque/emenda): •
•
A sapata deve ter altura suficiente para permitir a ancoragem da armadura de arranque; A armadura de espera decorre da necessidade executiva em face da demanda de uma junta de concretagem no início do pilar;
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA •
•
•
•
A finalidade dessa armadura é transmitir para a fundação os esforços vindos através da armadura do pilar e que morrem na junta; Portanto, acima do topo da sapata a armadura de espera deve ter um comprimento de emenda à compressão que possibilite a transmissão de esforços; Esse tipo de emenda (traspasse) não é permitido para barras de bitola maiores que 32 mm conforme o item 9.5.2 da NBR 6118/2014; Quando se tratar de uma armadura permanentemente comprimida ou de distribuição, todas as barras podem ser emendadas na mesma seção e o comprimento de traspasse pode ser calculado por (item 9.5.2 da NBR 6118/2014):
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA loc = lb, nec ≥ loc, min loc, min é o maior entre 0,6lb, 15φ e 200 mm; •
•
O comprimento da armadura de espera dentro da sapata deve ser o necessário para permitir sua ancoragem à compressão (l oc); Caso a altura da sapata seja insuficiente para possibilitar a ancoragem das barras da armadura de espera (h < l bc ), existem alternativas para solucionar o problema sem alterar a altura da sapata;
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA f) Alternativas para não alterar a altura da sapata: •
Diminuir a tensão na barra, aumentando o As da armadura de espera: •
Nesse caso, o comprimento de ancoragem da armadura se reduz na proporção direta das tensões:
As, espera = As, pilar l bc d
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA g) Dimensões e detalhes da sapata: •
Os parâmetros que definem dimensões, bem como detalhes importantes nas especificações das sapatas seguem a figura abaixo:
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA •
•
•
•
As sapatas isoladas não devem ter dimensões da base inferiores a 60 cm, conforme o item 7.7.1 da NBR 6122/2010; Nas divisas com terrenos vizinhos, salvo quando a fundação for assentada em rocha, a profundidade mínima (cota de apoio da fundação) não pode ser inferior a 1,5 m, de acordo com a mesma norma; A inclinação da parte superior da sapata, para que não seja necessário colocar formas, não deve ser maior que 1:3 a 1:4, segundo Montoya, Meseguer e Cabré (1973); O ângulo α, varia de 20 a 30º, usando mais os 20º, resultando em uma altura h1: h1 ≤ (B – b – 2bf) tgα
2
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA •
•
•
•
A altura h0 da base da sapata deverá ser o maior valor entre h/3, 20cm e (hh1); Além disso, deve-se deixar um acabamento maior ou igual a 2,5 cm junto ao pilar para se apoiar a sua forma; Todas as partes da fundação superficial em contato com o solo devem ser concretadas sobre um lastro de concreto magro de no mínimo 5 cm, conforme o item 7.7.3 da NBR 6122/2010; d: altura útil da sapata, que usualmente se adora h – 5 cm
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA Bitolas padronizadas pela ABNT (NBR 7480/2007) – Para apoio no dimensionamento de armadura das sapatas Bitola (mm)
Área da seção (mm²)
10
78,5
12,5
122,7
16,0
201,10
20
314,2
25
490,9
CONCLUSÃO EXERCÍCIOS SAPATA ISOLADA Exercício 2: Dimensionar e detalhar a sapata isolada como rígida, considerando os dados: Pilar:50 cm x 70 cm fck: 15 MPa Rds: 1500 kN σs = 0,30 MPa fyk: 500 MPa Nsd: 3500 kN αv : 0,92 Considerar o peso próprio da sapata em 5% de Nsd Usar 1 casa decimal para valores de B, L e h Demais unidades, usar 2 casas decimais
DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA
DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA •
•
O dimensionamento e o detalhamento para a sapata corrida rígida (L≥ 3B) utilizam os mesmos critérios adotados para as sapatas rígidas isoladas;
Neste caso as larguras no sentido de L e l (sapata e pilar) são consideradas unitárias;
a) Cálculo das armaduras pelo métodos das bielas-tirantes: •
•
•
Utiliza-se a mesma derivação e integração, apenas considerando a unidade dos valores de L e l; Considera-se neste caso também que a força aplicada na sapata não é mais concentrada, e sim distribuída; Armadura principal:
As = Rsd fyd
DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA •
Armadura de distribuição no sentido de L:
As, dis = As 5
b) Verificação ao cisalhamento: •
•
No caso das sapatas corridas, o conceito de punção é mais difícil de ser identificado; Portanto, as tensões de cisalhamento serão calculadas por meio da força cortante na seção II-II e comparada com a tensão τr2 conforme item 17.6.2.2 da NBR 6118/2014
DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA
DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA τsd: Ƴf x VII
≤ τr2
1xd VII = σs (B-b) 2 τsd = Nsd μxd
DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA Exercício 1: Dimensionar e detalhar a armadura da sapata corrida rígida para suportar uma carga de 630 kN/m, sabendo que:
DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA b = largura da parede = 20 cm; fyk: 500 MPa fck: 20 MPa σs = 0,153 kN/m²
Rsd = 239 kN/m
DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA Exercício 2: Dimensionar e detalhar a sapata corrida rígida para suportar uma parede de carga distribuída de 800 kN/m, com os seguintes dados: b = 25 cm fyk: 500 MPa fck: 18 MPa σs = 0,20 kN/m²
Rsd = 550 kN/m Desconsiderar o peso próprio da sapata
