Aula 3 Dimensionamento de Sapata Rigida Corrida

ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES II

AULA 03 – Dimensionamento de fundações sapatas rígidas corridas

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CONCLUSÃO EXERCÍCIOS 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: 2646 kN;

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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;

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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;

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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:

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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

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lb: Comprimento de ancoragem básico

lb = φ x fyd

4 fbd

fbd: ƞ1 x ƞ2 x ƞ3 x fctd

Ƞ1: 2,25

Ƞ2: 1,0 De acordo item 9.3.2.1 NBR 6118/2014

Ƞ3: 1,0

fctd = 0,7fct,m = 0,21 fck 2/3 = 0,15 fck 2/3

Ƴc 1,4

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COMPRIMENTO DE ANCORAGEM EM FUNÇÃO DA BITOLA E DOS VALORES CARACTERÍSTICOS DE CONCRETO

Comprimento de ancoragem

Resistência característica do concreto (fck em MPa)

15 20 25 30

Sem gancho lb = φ fyd / (4 fbd)

53φ 44φ

38φ

34φ

Com gancho lb,nec = α.lb = 0,7.lb

37φ

31φ

26φ

24φ

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;

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• 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):

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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 (loc);

• Caso a altura da sapata seja insuficiente para possibilitar a ancoragem das barras da armadura de espera (h < lbc ), existem alternativas para solucionar o problema sem alterar a altura da sapata;

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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

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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:

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• 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

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• A altura h0 da base da sapata deverá ser o maior valor entre h/3, 20cm e (h-h1);

• 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

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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

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DIMENSIONAMENTO DE SAPATA CORRIDA RÍGIDA

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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

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• Armadura de distribuição no sentido de L:

As, dis = As

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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

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τsd: Ƴf x VII ≤ τr2

1 x d

VII = σs (B-b)

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τsd = Nsd

μ x d

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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:

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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

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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

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