30
ES-013 – Exemplo de um projeto completo de edifício de concreto armado data:out/2001 fl. 1 7 – Fundações 7.1 Sapatas 7.1.1 Sapatas Corridas 7.1.1.1 Introdução A sapata corrida é normalmente utilizada como apoio direto de paredes, muros, e de pilares alinhados, próximos entre si. Figura 1.1 Os esforços solicitantes na sapata são considerados uniformes, mesmo para o caso da fig.1.1.b onde, de maneira aproximada, a carga do pilar dividida por a, pode ser considerada como carga uniformemente distribuída na sapata corrida. Desta forma, a análise principal consiste em estudar uma faixa de largura unitária sujeita a esforços n , m e v , respectivamente, força normal , momento fletor e força cortante , todos eles definidos por unidade de largura . A fig. 1.2. mostra a seção transversal do muro. As abas podem ter espessura constante h, ou variável (de h o a h). Figura 1.2 a) apoio de parede em alvenaria b) apoio de pilares alinhados e próximos entre si pilares viga de rigidez sapata corrida a a a h h v h o α solicitações distribuídas uniformes n v m v n m h cm h cm h h h o o v b 25 20 3 30 08 (*) / , α l l b = comprimento de ancoragem da armadura da parede ou do pilar (quando for o caso) c c = (a - a p ) / 2

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  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 1

    7 Fundaes

    7.1 Sapatas

    7.1.1 Sapatas Corridas

    7.1.1.1 Introduo A sapata corrida normalmente utilizada como apoio direto de paredes, muros, e de pilares alinhados, prximos entre si. Figura 1.1 Os esforos solicitantes na sapata so considerados uniformes, mesmo para o caso da fig.1.1.b onde, de maneira aproximada, a carga do pilar dividida por a, pode ser considerada como carga uniformemente distribuda na sapata corrida. Desta forma, a anlise principal consiste em estudar uma faixa de largura unitria sujeita a esforos n, m e v, respectivamente, fora normal, momento fletor e fora cortante, todos eles definidos por unidade de largura. A fig. 1.2. mostra a seo transversal do muro. As abas podem ter espessura constante h, ou varivel (de ho a h). Figura 1.2

    a) apoio de parede em alvenaria

    b) apoio de pilares alinhados e prximos entre si

    pilares

    viga de rigidezsapata corrida

    a

    a

    a

    h hv

    ho

    solicitaes distribudas uniformesn

    v m vn

    m

    h cm

    hcm

    h

    hh

    o

    o

    vb

    2520

    3

    30

    0 8

    (*)

    /

    ,

    l

    l b = comprimento de ancoragem da armadura da parede ou do pilar (quando for o caso)

    c

    c = (a - ap) / 2

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 2

    As sapatas podem ser classificadas em blocos, sapatas rgidas (incluindo as semi-rgidas) e sapatas flexveis. Para carga centrada e solos deformveis, os diagramas de tenso na interface sapata/solo apresentam o aspecto mostrado na fig. 1.3. a) sapata rgida b) sapata flexvel Figura 1.3 Na prtica, costuma-se relacionar esta classificao com a espessura relativa de suas abas. Assim, se ( )h c a ap> = 2 tem-se uma sapata muito rgida ou um bloco;

    se ( )h c a a

    e

    h ca a

    p

    p

    =

    > =

    2

    23 3

    tem-se uma sapata rgida;

    se h c

    a a

    e

    h ca a

    p

    p

    < =

    =

    23 3

    2 4

    tem-se uma sapata semi-rgida; e

    se h c a ap< = 2 4

    tem-se uma sapata flexvel.

    Normalmente, as sapatas utilizadas no projeto de fundaes so do tipo rgido. Costuma-se admitir o diagrama linearizado de tenso normal na interface sapata/solo (diagrama retangular para carga centrada - fig. 1.3.a - e diagrama trapezoidal ou triangular para carga excntrica - fig. 1.4).

    tenses normais no solo(solo)

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 3

    a) e a / 6 b) e > a / 6 Figura 1.4

    7.1.1.2 Tenso na interface sapata/solo Figura 2.1 Quando e a / 6 tem-se:

    =

    +=ae61

    an;

    ae61

    an b

    bb

    a

    e, deve-se verificar

    admb

    c ae31

    an

    += .

    a / 2

    1m

    nb

    a

    mb

    a b

    a

    Caso em que e a / 6

    Caso em que e > a / 6

    nb

    nb

    e

    e

    nb mb

    Ponto

    e = mb / nb

    v n

    m v

    nm

    a a

    gb gb

    tenses normais no solo (solo)

    hv

    nb = n + gb + gs mb = m + v . hv e = mb / nb gb = peso da sapata gs = peso do solo sobre a sapata

    solo sobre a sapata

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 4

    Quando e > a / 6, a mxima tenso dada por:

    e2/a

    n32 b

    a = devendo ser limitada a [ 1,3 adm ], isto : adma 3,1 .

    Obs.: neste caso, para a atuao da carga permanente, a base deve estar inteiramente comprimida, isto : eg a/6; adicionalmente, para a situao mais desfavorvel, deve se ter pelo menos a metade da base comprimida: e a/3.

    7.1.1.3 Estabilidade da sapata (caso de muro)

    a) tombamento (rotao em torno do ponto A) momento estabilizante: mest = nb . (a / 2) momento desestabilizante: mdesest = mb 5,1

    mmFSdesest

    est = . b) deslizamento fora estabilizante = (atrito) + (coeso) = nb . tg [(2 / 3) ] + a . (2 / 3) c

    = angulo de atrito interno do solo c = coeso do solo

    fora desestabilizante = vb

    5,1v

    c32a

    32tgn

    FSb

    b

    +

    = .

    7.1.1.4 Verificaes de concreto armado (sapata rgida) 7.1.1.4.1. flexo A flexo pode ser verificada na seo de referncia S1 de largura unitria, conforme mostra a fig. 4.1. O momento fletor (m1) na seo S1 contem trs parcelas: devido tenso no solo ( solo ); Devido ao peso da aba (gbf); e Devido ao peso do solo sobre a aba (gsf).

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 5

    Figura 4.1 As duas ltimas parcelas so negativas e, eventualmente, podem ultrapassar o valor da primeira parcela (positiva) tornando necessria a presena de armadura de flexo junto face superior das abas. A armadura principal pode ser quantificada de maneira aproximada atravs da seguinte expresso:

    yd1

    d1s f)d8,0(

    mA = (armadura para a faixa de largura unitria)

    Onde d1 a altura til junto face do pilar ou parede. Convm observar = Ab ds

    1 1

    0 15%, ,

    onde b1 a largura unitria da seo. As barras que compem a armadura principal de flexo de sapatas devem cobrir toda a extenso a da base e ter ganchos de extremidade. Pode-se adotar 10 mm e espaamento s 20 cm. Para a armadura secundria pode-se adotar min = 6,3 mm e smax = 30 cm. 7.1.1.4.2. cisalhamento A resistncia ao esforo cortante pode ser verificada na seo S2 de largura unitria definida na fig. 4.2. A fora cortante (v2) na seo S2 contem trs parcelas:

    Devido tenso no solo ( solo ); O peso da aba (gbf2) alm da seo S2; e O peso do solo sobre a aba (gsf2) alm da seo S2.

    tenses normais no solo (solo)

    a a

    c ap c 0,15a0,15a

    S

    gsf

    gb d11,5c

    c ap c

    0,15ap0,15ap

    S

    gsf

    gbf d11,5c gsf

    gbf

    gsf

    gbf

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 6

    Figura 4.2 A tenso de cisalhamento deve ser limitada a 2u .

    u222

    d2d2 db

    v = onde b2 a largura unitria da seo. Para sapatas corridas rgidas:

    = cck

    u2f

    63,0 ou cdu2 f15,0= ; Para sapatas corridas semi-rgidas pode-se admitir:

    c

    cku2

    f)

    hc945,0048,2( = .

    Obs.: pode ser dispensada a armadura transversal para sapata corrida flexvel quando

    c

    ckd2

    f158,0 (valores em MPa).

    7.1.2 Sapatas Isoladas

    7.1.2.1 Introduo A sapata isolada utilizada como apoio direto de pilares. Geralmente, tem forma retangular ou circular centrada no pilar.

    tenses normais no solo (solo)

    a a

    c ap c d1/2

    S2

    gsf2

    gbf2 d11,5c

    c2

    d21,5c

    c ap cd1/2

    gsf2

    gbf d11,5c

    c2

    d2

    S2

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    Figura 1.1 A fig. 1.2. mostra sees transversais usuais de sapatas de base retangular. As abas podem ter espessura constante h, ou varivel (de ho a h). Figura 1.2 desejvel, tambm, que ca cb para equalizar a resistncia das abas flexo. Costuma-se admitir o diagrama linearizado de tenso normal na interface sapata/solo (diagrama retangular para carga centrada - fig. 1.3.a - e diagrama trapezoidal ou triangular para carga excntrica - fig. 1.4).

    hcm

    hcm

    h

    ca a

    cb b

    b

    o

    ao

    bo

    ap

    bp

    =

    =

    250 8

    203

    3030

    2

    2

    ,

    /

    l

    l b = comprimento de ancoragem da armadura do pilar

    a

    b

    ap

    bp

    pilar

    N MaVa

    Mb N

    Vb

    a

    h ho

    a

    Solicitaes junto base do pilar

    Va N MaVa N Ma

    a ca a ca

    a

    b

    h ho

    bVb N Mb Vb N Mbb cb b cb

    b

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 8

    a) 61

    be

    ae ba + b)

    61

    be

    ae ba +

    Figura 1.4

    7.1.2.2 Tenso na interface sapata/solo a) Base retangular

    Quando 61

    be

    ae ba + tem-se:

    =

    ++= be6

    ae6

    1ba

    N;

    be6

    ae6

    1ba

    N babasb

    babasa .

    Quando 61

    be

    ae ba + , a mxima tenso dada por:

    ba

    Nbasa = ( na tab.2.1), ou

    bakN

    1

    bas1a == e

    144b k == (fictcio) (k1 e k4 no baco da fig. 2.1).

    Va N

    Ma VbN

    Mb

    a b

    h

    Nbas = N + Gbas + Gs Ma,bas = Ma + Va . h Mb,bas = Mb + Vb . h ea = Ma / Nbas eb = Mb / Nbas Gbas = peso da sapata Gs = peso do solo sobre a sapata

    Gbas Gbas

    solo sobrea sapata

    ea

    ebNba

    b

    a

    ea

    eb Nba

    b

    a tenses normais no solo

    a a

    b

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 9

    Num ponto (x,y) a tenso dada por: +

    ++=

    tgab1

    tgab

    by

    ax

    )( 414

    A tenso a deve ser limitada a [ 1,3 adm ], isto : adma 3,1 .

    ey / b 5,55 0,24 rea comprimida maior do que 4,77 5,15 5,57 0,22 50% da rea da base 4,14 4,44 4,79 5,19 5,66 0,20 3,61 3,86 4,15 4,47 4,84 5,28 0,18 3,17 3,38 3,62 3,88 4,18 4,53 4,94 5,43 0,16 2,79 2,97 3,17 3,39 3,64 3,92 4,24 4,63 5,09 0,14 2,48 2,63 2,80 2,98 3,18 3,41 3,68 3,98 4,35 4,78 0,12 2,20 2,34 2,48 2,63 2,80 2,99 3,20 3,46 3,74 4,08 4,49 4,99 0,10 Base totalmente 1,96 2,08 2,21 2,34 2,48 2,64 2,82 3,02 3,25 3,52 3,84 4,23 4,70 0,08 comprimida 1,72 1,84 1,96 2,08 2,21 2,34 2,49 2,66 2,84 3,06 3,32 3,62 3,98 4,43 0,06 1,48 1,60 1,72 1,84 1,96 2,08 2,21 2,35 2,50 2,68 2,88 3,13 3,41 3,75 4,17 0,04 1,24 1,36 1,48 1,60 1,72 1,84 1,96 2,08 2,21 2,36 2,53 2,72 2,95 3,22 3,54 3,93 0,02 1,00 1,12 1,24 1,36 1,48 1,60 1,72 1,84 1,96 2,08 2,22 2,38 2,56 2,78 3,03 3,33 3,70 0,00 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32 ex / b

    Tabela 2.1 - Valores de para base retangular

    Figura 2.1

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 10

    Observao: neste caso, para a atuao da carga permanente, a base deve estar

    inteiramente comprimida, isto : 61

    be

    ae gbga + ;

    adicionalmente, para a situao mais desfavorvel, deve se ter pelo menos a metade da base comprimida (que garante uma segurana contra tombamento

    maior do que 1,5); esta condio verificada quando 91

    be

    ae 2b

    2a

    +

    ;

    b) Base circular

    Para base circular, cheia ou oca, tem-se: )rr(

    Nk

    2i

    2bas

    ra = (kr na tab. 2.2).

    ri / r e / r 0,00 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

    0,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

    0,05 1,20 1,16 1,15 1,13 1,12 1,11 1,10 0,10 1,40 1,32 1,29 1,27 1,24 1,22 1,20 0,15 1,60 1,64 1,59 1,54 1,49 1,44 1,40 0,20 1,80 1,64 1,59 1,54 1,49 1,44 1,40 100% 0,25 2,00 1,80 1,73 1,67 1,61 1,55 1,50 0,30 2,23 1,96 1,88 1,81 1,73 1,66 1,60 0,35 2,48 2,12 2,04 1,94 1,85 1,77 1,70 0,40 2,76 2,29 2,20 2,07 1,98 1,88 1,80 0,45 3,11 2,51 2,39 2,23 2,10 1,99 1,90 0,50 3,55 2,80 2,61 2,42 2,26 2,10 2,00 0,55 4,15 3,14 2,89 2,67 2,42 2,26 2,17 0,60 4,96 3,58 3,24 2,92 2,64 2,42 2,26 >50% 0,65 6,00 4,34 3,80 3,30 2,92 2,64 2,42 0,70 7,48 5,40 4,65 3,86 3,33 2,95 2,64 0,75 9,93 7,26 5,97 4,81 3,93 3,33 2,89 0,80 13,9 10,1 8,80 6,53 4,93 3,96 3,27 0,85 21,1 15,6 13,3 10,4 7,16 4,90 3,77

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    7.1.2.4 Verificaes de concreto armado (sapata rgida) 1.1.2.4.1. flexo A flexo pode ser verificada nas sees de referncia S1 (S1a e S1b), conforme mostra a fig. 4.1: O momento fletor (M1) na seo S1 contem trs parcelas: devido tenso no solo ( solo ); devido ao peso da aba; e devido ao peso do solo sobre a aba. M1a = momento na seo S1a (CG) provocado pelas cargas atuantes na rea (CDFG) M1b = momento na seo S1b (AE) provocado pelas cargas atuantes na rea (ABDE) Figura 4.1 As duas ltimas parcelas so negativas e, eventualmente, podem ultrapassar o valor da primeira parcela (positiva) tornando necessria a presena de armadura de flexo junto face superior das abas. Quando a solicitao da sapata for excntrica, pode-se admitir uma tenso uniforme ref dado por:

    =

    med

    maxaref 3

    232

    (med = mdia dos valores extremos)

    A armadura principal pode ser quantificada atravs da seguinte expresso:

    yda1

    ad1sa f)d8,0(

    MA = e ydb1

    bd1sb f)d8,0(

    MA =

    c ap ca 0,15a0,15ap

    S1

    d1a1,5c

    a

    S1b

    S1a

    A

    B C D

    E

    F G

    cb

    bp

    cb 0,15b

    0,15b

    S1b

    d1b1,5cb

    b

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    Onde d1 a altura til junto face do pilar. Convm observar = Ab hs

    1 1

    0 10%, .

    1.1.2.4.2. cisalhamento A resistncia ao esforo cortante pode ser verificada na seo S2 (S2a e S2b) definidas na fig. 4.3. A fora cortante (V2) na seo S2 contm trs parcelas:

    Devido tenso no solo ( solo ); O peso da aba (alm da seo S2); e Peso do solo sobre a aba (alm da seo S2).

    V2a = resultante sobre a rea A2a V2b = resultante sobre a rea A2b Figura 4.3 A determinao das foras cortantes pode ser feita admitindo-se tenso uniforme no solo igual a ref, definida anteriormente. A tenso de cisalhamento deve ser limitada a u2 . u2

    22

    d2d2 db

    V = .

    Para sapatas rgidas:

    = cck

    u2f

    63,0 ou cdu2 f15,0= ; Para sapatas isoladas semi-rgidas pode-se admitir:

    ))(3hc2( flex,u2u2u2semi,u2 = .

    Obs.: pode ser dispensada a armadura transversal para sapata isolada flexvel (ap

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    7.2 Blocos sobre Estacas Para fundaes profundas comum a utilizao de estacas, geralmente constituindo um grupo, capeado por blocos rgidos de concreto. fundamental para o dimensionamento, conhecer os esforos atuantes em cada estaca do grupo. Nos casos correntes, os estaqueamentos so simtricos com estacas atingindo a mesma profundidade. Admite-se que o bloco seja rgido e costuma-se considerar a hiptese das estacas serem elementos resistentes apenas a fora axial (elemento de trelia), desprezando-se os esforos de flexo.

    7.2.1 Determinao das Reaes nas Estacas

    7.2.1.1 Bloco simtrico sujeito a cargas atuando segundo um plano de simetria Sejam: Nbas (fora vertical), Mbas (momento), e Vbas (fora horizontal) Os esforos atuantes no centro do grupo de estacas junto base (topo das estacas), fig. 1.1. Figura 1.1 a) Bloco com estacas verticais iguais (nv estacas) sujeitas a carga vertical Nbas , fig. 1.2 Neste caso, como todas as estacas ficam sujeitas ao mesmo encurtamento (u), a fora normal numa estaca dada por: Rvert = Nbase / nv , Pois: ==== basvertvvvert NRn)uk(n)uk(R

    Nbas Mbas Vbas

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 14

    sendo k = coeficiente de rigidez axial da estaca (= lAE ), onde l a profundidade

    atingida pelas estacas. Figura 1.2 b) Bloco com estacas verticais (np,vert pares) e estacas inclinadas de (np,incl pares)

    sujeitas a carga vertical Nbas , fig. 1.3 Figura 1.3 A fora normal na estaca vertical dada por:

    )cosnn(2

    NR 3incl,ppv

    basevert += ;

    e na estaca inclinada, por:

    )cosnn(2

    cosNR 3incl,ppv

    2base

    ncli += .

    Nbas

    u uu.cos

    Rincl

    l l cos

    Nbasu

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 15

    De fato, devido simetria, ocorre um recalque vertical constante (u). A reao numa estaca vertical dada por:

    uAEukRvert == l . A reao em uma estaca inclinada vale

    ==

    == 2vert2inclinclincl cosRcos)uk()cosu(cosAEukR l .

    Portanto,

    vert

    3incl,ppv

    inclincl,pvertpvinclvertbas

    R)cosnn(2

    )cosR(n2Rn2)cosR(RN

    +=+=+=

    c) Bloco com estacas verticais (np,vert pares) e estacas inclinadas de (np,incl pares,

    distribudos em duas linhas) sujeitas a carga vertical Nbas, a momento (Mbas) e a fora horizontal (Vbas), fig. 1.4.a.

    (a) (b) (c) Figura 1.4 A fora normal na estaca vertical genrica k dada por:

    ++=vert

    2i

    k03

    incl,pvert,p

    bask,vert

    aaM

    )cosnn(2NR ;

    Nbas Mba Vbas

    O

    ho

    80 40 40 80

    ak1 2 3 4

    M0Vbas

    a a

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 16

    E na estaca inclinada genrica (i), por:

    +=

    senn2V

    )cosnn(2cosNR

    incl,p

    bas3

    incl,pvert,p

    2bas

    i,incl

    sendo obasbaso hVMM = = momento em relao ao ponto O. De fato, as parcelas devidas a Nbas j so conhecidas. Os demais efeitos resultam como se mostra a seguir. Efeito isolado de Vbas aplicado em O, fig. 1.4.b: as estacas verticais no so

    solicitadas, pois o momento nulo, ocorrendo uma translao do bloco; a fora Vbas simplesmente decomposta segundo as direes das estacas inclinadas resultando, assim, o segundo termo de Rincl.i, pois:

    Vbas = 2.np,incl.sen;

    Efeito de Mo , fig. 1.4.c: provoca uma rotao do bloco em torno do ponto O de modo

    que as estacas inclinadas no so solicitadas; o equilbrio garantido pelos binrios correspondentes a cada par de estacas verticais; tem-se:

    kk au = ; kkk,v akukR ==

    == 2iii,vo a)k()aR(M = 2io

    a

    Mk e, portanto

    k2i

    ok,v a

    aMR = (segundo termo de Rvert,k).

    7.2.1.2 Bloco simtrico sujeito a cargas atuando segundo os dois planos de simetria Sejam: Nbas (fora vertical), Mbas,a e Mbas,b (momentos), e Vbas,a e Vbas,b (foras horizontais) Os esforos atuantes no centro do grupo de estacas junto base (topo das estacas), fig. 2.1. Sejam, ainda, np,vert pares de estacas verticais, np,incl,a pares de estacas inclinadas segundo a direo a, np,incl,b pares de estacas inclinadas segundo a direo b

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 17

    Figura 2.1 Aplicando as idias desenvolvidas nos itens anteriores, tem-se a reao na estaca vertical genrica, k, dada por:

    [ ]

    ++++++=

    vert a,incl

    2i

    32i

    kb0

    vert b,incl

    2i

    32i

    ka0

    3b,incl,pa,incl,pvert,p

    bask,vert

    bcosbbM

    acosaaM

    cos)nn(n2NR

    e nas estacas inclinadas (k), por:

    [ ]

    ++

    ++=

    a,incl

    2i

    3

    vert

    2i

    k2

    ob

    a,incl,p

    a,bas3

    b,incl,pa,incl,pvert,p

    2bas

    k,a,incl

    bcosbbcosM

    senn2V

    cos)nn(n2cosNR

    [ ]

    ++

    ++=

    b,incl

    2i

    3

    vert

    2i

    k2

    oa

    b,incl,p

    b,bas3

    b,incl,pa,incl,pvert,p

    2bas

    k,b,incl

    acosaacosM

    senn2V

    cos)nn(n2cosNR

    Nbas Mbas,a Vbas,a

    b Mbas,b

    Vbas,b

    a

    hob

    Ob

    Oa

    hoa

    ak

    bk

    80 80 8080

    120

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 18

    sendo: oaa,basa,basoa hVMM = = momento em relao ao ponto Oa obb,basb,basob hVMM = = momento em relao ao ponto Ob.

    7.2.2 Verificaes de Concreto Armado Geralmente, os blocos tm forma retangular ou poligonal em planta, fig 3.1. Figura 3.1 As abas podem ter espessura constante h, ou varivel (de ho a h), fig. 3.2. Figura 3.2

    hcm

    hcm

    hc a a

    ca

    ca a

    cb b

    b

    o

    est est

    oest

    s

    ao

    bo

    ap

    bp

    =

    =

    =

    300 8

    303

    2 5 3

    25

    3030

    2

    2

    ,

    /( , )

    l

    a

    b ap cao

    bp

    cbo cb ca

    co

    co

    aes

    ces

    cest

    h ho

    aa ca a caa a

    cao co cao co

    h ho

    bb cb b cbb b

    cbo co cbo co

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 19

    Costuma-se fixar a altura do bloco rgido (h) obedecendo as seguintes relaes

    geomtricas: ii c2hc32 ; sendo ci igual ao maior valor entre cao e cbo .

    7.2.2.1 Flexo Em geral, a flexo pode ser verificada nas sees de referncia S1 (S1a e S1b), conforme mostra a fig. 3.3. M1a = momento na seo S1a (CG) provocado pelas estacas posicionadas na rea (CDFG) M1b = momento na seo S1b (AE) provocado pelas estacas posicionadas na rea (ABDE) Figura 3.3 Obs.: no cmputo dos momentos M1a e M1b pode-ser desprezada a inclinao das estacas, (cos 1); normalmente, pode-se adotar d1 h - aest/4. A armadura principal pode ser quantificada atravs da seguinte expresso:

    yd1

    ad1sa f)d8,0(

    MA = e yd1bd1

    sb f)d8,0(M

    A =

    Onde d1 a altura til junto face do pilar. Convm observar %10,0hbA

    11

    s = . As barras que compem as armaduras principais de flexo devem cobrir toda a extenso da base e ter ganchos de extremidade. Pode-se adotar 10 mm e espaamento s 20 cm. Normalmente, estas armadura podem ser distribuidas de maneira uniforme por toda a base.

    cb

    bp

    cb 0,15b

    0,15b

    S1b

    d1b1,5c

    ca ap ca 0,15a0,15a

    S1 d1a1,5

    a

    bS1b

    S1a

    A

    B C D

    E

    F G

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    7.2.2.2 Cisalhamento Em geral, a resistncia ao esforo cortante pode ser verificada nas sees S2 (S2a e S2b) definidas na fig. 3.4. V2a = soma das reaes das estacas posicionadas na rea A2a V2b = soma das reaes das estacas posicionadas na rea A2b Figura 3.4 Obs.: quando uma ou mais estacas estiverem situadas a distncias inferiores a d1 /2 da face do pilar, a seo S2 deve ser tomada junto face deste pilar com largura b2 e altura til d1; e no cmputo das foras cortantes, pode-se desprezar a inclinao das estacas (admitir cos 1) A tenso de cisalhamento deve ser limitada a 2u .

    u222

    d2d2 db

    V = . onde

    = cck

    u2f

    63,0 ou cdu2 f15,0= . A resistncia ao esforo cortante deve ser verificada, tambm, junto s estacas de canto, fig. 3.5. Deve-se verificar:

    u2c2c2

    fdbR .

    b

    cb

    bp

    cb

    d1b/2

    d1b1,5c

    c2b

    d2b

    S2

    a

    c ap ca

    S2d1a1,5c

    d1a/2 c2

    d2a1,5c2

    A2b

    A2a

    d1b/2

    d1a/2

    bp +

    ap + d1

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    Figura 3.5 7.2.2.3 Observaes a) em blocos com estacas alinhadas, fig. 3.6, convm adotar estribos com wmin , porta

    estribos de mesmo dimetro e armaduras de pele; Figura 3.6 b) em blocos com estacas em disposio poligonal, as armaduras de trao podem ser

    posicionadas segundo os lados do polgono; em geral, a quantidade de armadura As,l sobre cada par de estacas adjacentes pode ser estimada como segue, fig. 3.7:

    d1c

    aestd1c /2

    d2c

    b2c = aest + d1c

    R

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    M1 = Ri . c1 Z = M1 /(0,8 d1) Zp = (Z/2) / cos Asl = n.f Zp / fyd n = 1,1

    Figura 3.7

    c) neste caso, (fig. 3.8), quando cest > 3 aest, convm utilizar armadura de suspenso

    (estribos) enfeixando as barras de trao posicionadas sobre cada par de estacas; a fora suspender pode ser estimada em

    nd

    d n5,1N

    Z = com n = 1,1 (aplicar n, tambm, ao clculo da armadura de trao).

    Figura 3.8

    Asl

    Asl

    Asl

    c1

    Z Zp

    S1

    Z

    Ri

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    7.2.3 Blocos sobre duas Estacas pelo modelo Biela-Tirante a) Verificao do concreto:

    Fixao das dimenses: tan = d / ( 3l /2 - a/4) (45o 55o) dmin = 0,5 ( l - a/2); dmax = 0,71 ( l - a/2) Compresso nas bielas:

    cd2p

    dpbiel,cd, f 1,4

    senAQ

    =

    cd2

    est

    destbiel,cd, f 85,0

    sen2AQ

    =

    c) Armadura: Estribos: (Asw/s)min = 0,15 %

    8cm s 15cm Pele: (As/s) = 0,075% (cada face)

    10cm s 20cm

    ae bp

    a ae

    b

    h

    ao ao

    d

    l

    Qd

    h

    ao ao

    d

    l

    Qd

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 24

    7.2.4 Blocos sobre trs Estacas a) Verificao do concreto Fixao das dimenses: tan d / ( 3l /3 - 0,3a) (45o 55o) dmin = 0,58 ( l - a/2); dmax = 0,83 ( l - a/2) Compresso nas bielas:

    fcd 75,12senpA

    dNpbiel,cd, =

    fcd 0,85sen3A

    Nestbiel,cd, 2

    est

    d =

    b) Armadura

    Estribos: (Asw/s)min = 0,15 % 8cm s 15cm

    h

    ao ao

    d

    l

    Qd

    ae

    a

    a

    Rest

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    7.2.5 Blocos sobre quatro Estacas Aplicao ao Edifcio Exemplo Soluo para a fundao do pilar P7: quatro estacas pr-moldadas 40 para 700KN cada.

    7.2.5.1 Formas:

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    7.2.5.2 Esforos Solicitantes: Peso Prprio do Bloco: 25x(1,80x2,10x0,70)=71 KN

    7.2.5.3 Reaes nas Estacas:

    KN 5722x00,1

    67,212x30,1

    96,644

    712358 R1 =+=

    KN 6222x00,1

    67,212x30,1

    96,644

    712358 R2 =++=

    KN 5932x00,1

    67,212x30,1

    96,644

    712358 R3 =++=

    KN 6432x00,1

    67,212x30,1

    96,644

    172358 R4 =+++= Segue que RMAX = 643 KN < Ru,estaca = 700 KN OK!

    Mx = 21,67 KNm

    My = 64,96 KNm

    Nk = 2358,3 KN

    1 2

    3 4

    Mx

    My

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    7.2.5.4 Determinao da altura d:

    oo 5545 ;xdarctg =

    Para = 45o d = 66,5 cm; adotado d = 70 cm = 46,5o

    7.2.5.5 Verificao junto ao pilar

    OK! KN/m 37500 4,1

    x250001.2KN/m 138535,46xsin65,0x19,0

    4,1x643

    f 1,2Apxsin

    d,Neq

    222

    d,bp

    cd2

    d,bp

    =

  • ES-013 Exemplo de um projeto completo de edifcio de concreto armado data:out/2001 fl. 28

    7.2.5.7 Determinao das Armaduras

    KN 415cosxtgRe1Rs ==

    KN 447senxtgRe2Rs ==

    2ykn KN/cm 48,34

    1,15f

    sd ;sd

    dxRs,As ===

    As1 = 2cm7,1448,43 x4154,1x 1,1 =

    As2 = 2cm 8,1548,43 x4474,1x 1,1 = (adotado 816 (16 cm2))

    Ser adotado a mesma armadura para ambas direes dos blocos. Ancoragem: = 10-lb 0,8l nec,a

    Onde lb = lb1 yd

    ef, sdf

    Para fck = 25 MPa e fyk = 500 MPa tem-se que lb1 = 38

    Portanto: 2ef, sd cmKN/ 3916

    8,15x15,1x1,1

    50 ==

    E cm 7,273,1710-

    1,15503938 0,8l nec,a =

    = (existente: e 3cm = 37cm ok!)

    Rs1

    Rs2

    Re

    = 47,1o

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    7.2.5.8 Detalhamento

    Corte A

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    Corte B