Aula Fundacoes Diretas Sapatas Isoladas Corridas Associadas e Alavancadas - Resumo

UNIDADE CURRICULAR DE NOME DA UC Prof 1 e Prof 2 Estruturas de fundações e contenções Aula Fundação direta Prof Rafaela Amaral 1 Considerações iniciais Fundação direta se caracterizam pela transmissão da carga ao solo através de pressões distribuídas em sua base Classificação das sapatas Isolada Carga concentrada de um único pilar Distribui a carga nas duas direções Corrida Carga linear parede Distribui a carga em apenas uma direção Associada Cargas concentradas de mais de um pilar transferidas através de uma viga que as associa Utilizada quando há interferência entre duas sapatas isoladas Alavancada Carga concentrada transferida através de vigaalavanca É utilizada em pilar de divisa com o objetivo de centrar a carga do pilar com a área da sapata Lastro todas as partes da fundação em contato com o solo devem ser concretadas sobre um lastro de concreto não estrutural com no mínimo 5 cm de espessura Se ou podese considerar que a sapata é rígida caso contrário a sapata será flexível Onde é a altura da sapata é dimensão da sapata em determinada direção é a dimensão do pilar em determinada dimensão Para as sapatas rígidas podese admitir plana a distribuição de tensões normais no contato sapataterreno caso não disponha de informações mais detalhadas a respeito 2 Comportamento estrutural da sapata Sapatas Rígidas O comportamento estrutural pode ser caracterizado por a Trabalho à flexão nas duas direções admitindose que para cada uma delas a tração na flexão seja uniformemente distribuída na largura correspondente a sapata b O trabalho ao cisalhamento também em duas direções não apresentando ruptura por tração diagonal e sim por compressão diagonal Isso ocorre porque a sapata rígida fica inteiramente dentro do cone hipotético de punção não havendo portanto possibilidade física de punção Trajetória das tensões principais e tensão de tração uniforme na sapata rígida não alongada Sapatas Flexíveis Embora de uso mais raro essas sapatas são utilizadas para fundação de cargas pequenas e solos relativamente fracos Seu comportamento se caracteriza por a Trabalho a flexão nas duas direções não sendo possível admitir tração na flexão uniformemente distribuída na largura correspondente da sapata A concentração de flexão junto ao pilar deve ser em principio avaliada b Trabalho de cisalhamento que pode ser descrito pelo fenômeno de punção Momento fletor na Sapata Flexível N p M variável A distribuição plana de tensões no contato sapatasolo deve ser verificada Distribuições das pressões no solo em sapata sob carga centrada Para a determinação das abas das sapatas possuam balanços de dimensões iguais ou semelhantes procurase adotar as dimensões e de modo onde os momentos fletores não sejam muito diferentes nas duas direções Adotandose obtemos A área de apoio ou da base da sapata pode ser determinada como Onde carga vertical devida às ações permanentes valor característico carga vertical devida às ações variáveis valor característico tensão admissível do solo As cargas permanentes a serem consideradas são peso próprio da sapata peso próprio advindo da estrutura e solo acima da sapata 3 Estimativa de dimensões de sapata com carga centrada A NBR612210 item 56 recomendase que para que seja considerado o peso próprio da sapata podese adotar 5 da carga vertical permanente desta forma adotando Após a determinação das dimensões da sapata devese adicionar ao o peso próprio da sapata para a determinação exata da tensão atuante em primeira estimativa Balanços abas iguais nas duas direções Os procedimentos abaixo descritos por BASTOS 2016 podese estimar as dimensões das sapatas adotandose como premissa as abas iguais A área da base da sapata pode ser determinada por sendo Considerando os balanços iguais obtemos Multiplicandose por e resolvendo a equação de segundo grau temse Balanços não iguais nas duas direções Para estes casos recomendase a seguinte relação de proporção entre os lados Considerando como a relação entre os lados temse Pressões de contato hipóteses sapatas rígidas De acordo com VELLOSO 2004 apud Moro 2020 adotandose a hipótese de Winkler uma sapata rígida tem variação linear das pressões de contato Isso porque o movimento de corpos rígidos acarretam uma variação linear dos recalques que por sua vez são proporcionais as pressões Fundação retangular submetida a uma carga vertical e a dois momentos Para este caso devese determinar a excentricidade tanto para x dimensão e quanto para y dimensão e verificar as seguintes possibilidades de excentricidade e em que zona está alocada a Resultante de excentricidade cai na Zona 1 Nucleo central Sabendo Sendo momento de inércia distancia do CG a fibra superior ou fibra inferior Considerando a sapata de seção retangular obtemos ou ou Substituindo e e isolando Ma Mb A B C D a b b Se a resultante de excentricidade cair na Zona 2 Zona Externa Esta situação é inadmissível sendo assim a fundação devendo ser redimensionada c Se a resultante de excentricidade cair na Zona 3 d Se a resultante de excentricidade cair na Zona 4 e Se a resultante de excentricidade cai na Zona 5 Verificação de estabilidade da sapata a Verificação ao tombamento rotação em torno do ponto A Momento estabilizante e Momento desestabilizante b Verificação ao deslizamento Força estabilizante Força desestabilizante Exemplo 1 Prédimensionar uma sapata de fundação superficial para um pilar com seção transversal 20X80cm que transfere à sapata uma carga vertical centrada total de 1250KN característico tensão admissível do solo de 026MPa e momento fletores solicitantes externos inexistentes Estimativa das dimensões da sapata Medidas da sapata 260X200 cm Comportamento estrutural ou a b 𝑎𝑝80𝑐𝑚 𝑏𝑝20𝑐𝑚 h h 1 1 3 30 90 Cálculo do peso próprio da sapata Tensão na base OK Sapata e 2 Prédimensionar a sapata isolada de um pilar considerando seção do pilar 30X80cm KN momentos solicitantes característicos b a 𝑎𝑝80𝑐𝑚 𝑏𝑝30 𝐶 𝑎 𝐶 𝑎 𝐶 𝑏 𝐶 𝑏 𝑎𝑝 𝑏 𝑝 hh 1 Estimativa das dimensões da sapata Medidas da sapata 250X200 cm Comportamento estrutural ou 3 1 Peso próprio da sapata 250X200 cm h60 cm e Na direção a temos e Para a força horizontal cm logo a excentricidade pertence a zona 1 núcleo central de inércia Na direção b não temos e 602 0 não ok Temos que redimensionar a sapata 2 tentativa aumentando a sapata de forma proporcional em todas as direções 270X220 cm ou Peso próprio da sapata 270X220 cm h65 cm e Na direção a temos e Para a força horizontal 5 cm logo a excentricidade pertence a zona 1 núcleo central de inércia Na direção b não temos e ok Sapata 270X220 cm h65 cm e a Verificação ao tombamento rotação em torno do ponto A Momento estabilizante Momento desestabilizante OK b Verificação ao deslizamento Força estabilizante Força desestabilizante OK 4 Estimativa de dimensões de Sapatas Associadas Nas sapatas associadas normalmente se faz coincidir o centro de gravidade da sapata com o centro das cargas verticais dos pilares onde N1 e N2 são as forças normais nominais dos pilares s é a distância entre centróides dos pilares A área da sapata pode ser estimada supondo momentos dos pilares nulos onde o fator 11 leva em conta o peso próprio da sapata e da viga de rigidez Em relação as dimensões em planta a e b tornase mais difícil a fixação de um critério econômico Uma opção seria tentar obter três balanços iguais deixando o quarto balanço menor que os outros três Outra opção seria calcular as larguras que se obteriam com o critério econômico considerando uma sapata isolada para cada pilar Em seguida adotar como largura da sapata associada um valor compreendido entre as larguras das sapatas isoladas fictícias Como em geral os pilares transferem momentos fletores para as sapatas as dimensões encontradas para a e b devem ser aumentadas a fim de levar em conta o acréscimo de tensões produzidas pelos momentos dos pilares N2 M2y M2x CG M1y N1 M1x a b QUE TENHAMOS UM EXCELENTE SEMESTRE LETIVO MUITO OBRIGADO PELA ATENÇÃO