UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Disciplina: FUNDAÇÕES
FUNDAÇÕES EM SAPATAS Parte IV Prof. John Eloi Bezerra
Sapatas sob ações excêntricas No cas asoo de ação axi xiaal, a tensão adm dmiiss ssíível a ser ad adootada no di dim men enssionamento da sap apat ataa é cons co nsid ider erad adaa em se seuu tot otal al.. No en enta tant ntoo, a sa sapa pata ta po pode de se serr su suje jeit itaa a ca carr rreg egam amen ento to ex excê cênt ntri rico co (figura 2.5a) e, qu quaando a excentricida dade de é muito gr graande, ten enssões de tração po poddem ocorrer em um lad adoo da sapata, o que não é aceitável, pois entre o solo e a sapata não pode haver tensões de tração.
Diz iz--se qu quee um umaa fun unddaç ação ão é so soliliccit itad adaa à aç ação ão ex exccên ênttri ricca qu quan anddo su subbme mettid idaa a: a. uma força vertical cujo eixo não pa passsa pe pello centro de gr graavida dade de da supe perrfície de contat atoo da sap apat ataa com o solo; b. forç rças as ho hori rizo zonnta tais is si sittua uada dass fora do pl plan anoo da ba base se da fun unda daçã ção; o; c. qu qual alqu quer er ou outtra co comp mpos osiç ição ão de for orça çass qu quee ge gere rem m mo mome ment ntos os na fun unda daçã ção. o.
Figura 2.5 - Sapata sob ação excêntri excêntrica ca
Sapatas sob ações excêntricas No cas asoo de ação axi xiaal, a tensão adm dmiiss ssíível a ser ad adootada no di dim men enssionamento da sap apat ataa é cons co nsid ider erad adaa em se seuu tot otal al.. No en enta tant ntoo, a sa sapa pata ta po pode de se serr su suje jeit itaa a ca carr rreg egam amen ento to ex excê cênt ntri rico co (figura 2.5a) e, qu quaando a excentricida dade de é muito gr graande, ten enssões de tração po poddem ocorrer em um lad adoo da sapata, o que não é aceitável, pois entre o solo e a sapata não pode haver tensões de tração.
Diz iz--se qu quee um umaa fun unddaç ação ão é so soliliccit itad adaa à aç ação ão ex exccên ênttri ricca qu quan anddo su subbme mettid idaa a: a. uma força vertical cujo eixo não pa passsa pe pello centro de gr graavida dade de da supe perrfície de contat atoo da sap apat ataa com o solo; b. forç rças as ho hori rizo zonnta tais is si sittua uada dass fora do pl plan anoo da ba base se da fun unda daçã ção; o; c. qu qual alqu quer er ou outtra co comp mpos osiç ição ão de for orça çass qu quee ge gere rem m mo mome ment ntos os na fun unda daçã ção. o.
Figura 2.5 - Sapata sob ação excêntri excêntrica ca
Proposta de Hansen p/ Sapatas Excêntricas
VIGAS DE EQUILÍBRIO As vigas de equilíbrio devem ser empregadas, como uma solução estrutural, para absorver o momento fletor oriundo da excentricidade nos ca cassos de sapatas dos pila larres situados nas divi di visa sass de te terr rreeno nos. s. NÚCL NÚ CLEO EO CE CENT NTRA RALL DE IN INÉR ÉRCI CIA A O núcleo central de inércia é uma área cujo centro geométrico coincide com o centro geométrico da sapata, onde se a força normal estiver localiz izaada, em qualquer ponto do núcleo, não ocorrerá tensões de tração na sapata. A área do núcleo central é determinada geometricamente pelas retas onde a força pode estar localizada e provocar tensões nulas nos vértices da seção como mosstr mo traa a fifigu gurra 2.5 .5-b -b..
Limitação das tensões admissíveis do terreno, no caso de ações excêntricas O valor da tensão máxima na borda mais comprimida da sapata deve ser limitado ao valor da tensão admissível do solo, com a qual deve ser feito o dimensionamento estrutural da fundação. Conforme a NBR 6122 [1996], quando forem levadas em consideração todas as combinações possíveis entre os diversos tipos de carregamentos previstos pelas normas estruturais, inclusive a ação do vento, poder-se-á, na combinação mais desfavorável, majorar 30% os valores admissíveis das pressões no terreno, logo ≤ 1,3. adm. Entretanto, esses valores admissíveis não podem ser ultrapassados quando consideradas apenas as ações permanentes e acidentais . O valor da tensão máxima é obtido através de princípios básicos da resistência dos materiais, relacionados ao caso geral de ação excêntrica. A distribuição de tensões depende do ponto de aplicação da ação; no entanto este ponto limita-se a uma região, de modo que não ocorram tensões de tração entre o solo e a sapata.
Tratamento das Cargas Excêntricas em Sapatas
Relembrando....
Exercício – Centros de Massa e de Gravidade a) Calcular o centro de massa do poço de elevador:
Exercício – Centros de Massa e de Gravidade
Exercício – Centros de Massa e de Gravidade
Por simetria, pode-se afirmar que y = 230/2 = 115 cm Tendo calculado os CG’s passamos ao cálculo do CM:
Cálculo do Centro de Massa
Coordenadas Centro Massa * Em fundações associadas usa-se (CM) como centro da sapata. ** Em fundações isoladas usa-se CG como centro.
Exemplo: Dimensionar a sapata do pilar a seguir:
-2.ey L’=L-2.ex B’=B
-2.ey L’=L-2.ex B’=B
(Verificação Tensão Média)
Força Resistente por atrito na base da sapata = . ´ + ´.
ã:
= 480.1,05. tan 26° + 1,0. (5,3 ∗ 3,3) = 235,59
=
=
235,59 60
= 3,9 > 1,5 …
SAPATA DIMENSIONADA: A dimensão e disposição final da sapata é dada a seguir.
DISTRIBRUIÇÃO DAS TENSÕES ABAIXO DA SAPATA As sapatas podem ser classificadas em blocos, sapatas rígidas (incluindo as semirígidas) e sapatas flexíveis. Para carga centrada e solos deformáveis, os diagramas de tensão na interface sapata/solo apresentam aspectos como: SAPATA MUITO RÍGIDA OU UM BLOCO
SAPATA RÍGIDA
DISTRIBRUIÇÃO DAS TENSÕES ABAIXO DA SAPATA As sapatas podem ser classificadas em blocos, sapatas rígidas (incluindo as semirígidas) e sapatas flexíveis. Para carga centrada e solos deformáveis, os diagramas de tensão na interface sapata/solo apresentam aspectos como: SAPATA SEMI-RÍGIDA
SAPATA FLEXÍVEL
Normalmente, as sapatas utilizadas no projeto de fundações são do tipo rígida.
SAPATAS ASSOCIADAS Casos em que as cargas estruturais são muito altas em relação à tensão admissível do solo ou haver superposição de áreas. A sapata deverá estar centrada no centro de carga dos pilares. Quando há superposição das áreas de sapatas vizinhas, procura-se associá-las por uma única sapata, sendo os pilares ligados por uma viga. Sendo P1 e P2 as cargas dos dois pilares, a área da sapata associada será:
SAPATAS ASSOCIADAS
Cálculo da Sapata Associada: Dimensionar a fundação para os pilares abaixo locados:
Cálculo da Sapata Associada:
Área da Fundação:
Cálculo da Sapata Associada:
Projeto de Sapatas Associada – Em Síntese
Outro Exemplo – Sapata Associada
Outro Exemplo – Sapata Associada CONFIGURAÇÃO FINAL DA SAPATA
Sapatas de Divisa
Para fazer com que a resultante R na base da sapata fique centrada, são empregadas vigas de equilíbrio ou vigas alavancas, de maneira que fique compensado o momento proveniente da excentricidade “e”.
OBSERVAÇÕES: O CG da sapata de divisa deve estar sobre o eixo da viga alavanca. As faces laterais (sentido da menor dimensão) da sapata de divisa sevem ser paralelas a da viga alavanca . O sistema pode ser calculado para a viga sobre 2 apoios (R1 e R2), recebendo as duas cargas P1 e P2, sendo R1 > P1 e, portanto R2 < P2. Tomando-se os momentos em relação ao eixo P2R2, tem-se:
RESUMO SEQUÊNCIA SIMPLIFICADA PARA DIMENSIONAMENTO Pilar
Leitura Complementar:
Exemplo – Texto Complementar:
Sapatas de Divisa
