ECC 1008 – ESTRUTURAS DE CONCRETO

BLOCOS SOBRE ESTACASBLOCOS SOBRE ESTACAS

(Continuação)

Prof. Gerson Moacyr Sisniegas Alva

DETALHAMENTO DAS ARMADURAS PRINCIPAIS

estacaestaca .2,1Faixa.85,0 φ≤≤φ

Faixa pode definir o diâmetro das barras a ser escolhido

VERIFICAÇÃO DAS ANCORAGENS DAS ARMADURAS PRINCIPAIS

LL ≥ nec,bbe LL ≥

Observação: o valor de Lb,nec pode ser reduzido em 20% para levar em conta o efeito favorável da compressão transversal às barras

ARMADURAS COMPLEMENTARES EM BLOCOS

Armadura de pele (lateral; “costela”)Armadura de pele (lateral; costela )

Obrigatória para h ≥ 60cm

Função: durabilidadeFunção: durabilidade

alma,csL A.0010,0A ≥

⎧ cm20

⎩⎨⎧

≤3/dcm20

s

Armadura de suspensão (para blocos com no mínimo 3 estacas)

Cálculo da armadura de suspensão:

ydestsusp f.n.5,1

PA =

=P Carga vertical total no bloco (força normal pilar + p.p.bloco)n Nú d t=estn Número de estacas

=ydf Resistência ao escoamento do aço

Observações:

Esta é uma armadura transversal que deve ser colocada entre duas estacasEsta é uma armadura transversal que deve ser colocada entre duas estacas

É obrigatória quando a distância entre estacas for maior que 3.φ estaca

VERIFICAÇÃO DO CISALHAMENTO POR FORÇA CORTANTE

Verificação idêntica à realizada para sapatasVerificação idêntica à realizada para sapatas

Dispensa de armadura transversal é permitida se: 1RdSd VV ≤

=SdV

( ) d.b.402,1.k.V wRd1Rd ρ+τ=

Força cortante solicitante na seção S2

3/2ckRd f.0375,0=τ fck em MPa

0,1d6,1k ≥−= d em metros

dbAs=ρ

dbw

ρ

=sA Armadura principal que atravessa a seção S2

b L d ã S2=wb Largura da seção S2

=d Altura útil média da seção S2

BLOCOS SOBRE ESTACASBLOCOS SOBRE ESTACASExemplo numérico

Bloco (RÍGIDO) sobre estacas para um pilar de seção retangular 25x40cm

My Esforços característicos (situação mais crítica: maior Rest)

25

My

Mx

Esforços característicos (situação mais crítica: maior Rest)

kN875N =

Vento 0°

kN875N =

Vento 90°

25

40

kN875N =m.kN40My =

kN875N =

m.kN30Mx =

Armadura longitudinal do pilar: 10φ12,5Estacas moldadas no local de 32cm de diâmetro. Carga admissível de 250kN.

Materiais: Concreto C20 e Aço CA-50.

Armaduras principais de tração segundo os lados.

Cobrimento: 4,5cm

Distância do eixo da armadura principal à face inferior do bloco: d´= 7,0cm.

Utilizar dimensões múltiplas de 10cm para as dimensões em planta

Determinação das dimensões em planta:

Para levar em conta o peso próprio do bloco, majora-se a carga vertical em 5%:Para levar em conta o peso próprio do bloco, majora se a carga vertical em 5%:

kN8,91887505,1 =×

Número de estacas: estimativa como carga centrada

6838,918 ∴ adotadas inicialmente 4 estacas68,3250

= ∴ adotadas inicialmente 4 estacas

Distância mínima entre estacas: 3,0 φest (moldadas no local), φest ( )

cm96320,3 =×

como ainda não foram avaliados os efeitos dos momentos:

⇒ adota-se L = 120cm⇒ adota se L 120cm

a

15cm

40

15cm

1 240

a 25

15cm3 4

15cm 15cm

cm1823032120152La EST =++=×+φ+≥

adotado a = 190cm

⇒ balanços livres iguais a 19cm

Cálculo das reações (verticais) nas estacas mais solicitadas:

Situação mais crítica: para vento à 0°

My

kN3,3320,1

0,40L

MR y ===∆

estaca 2 +

(Soma das duas estacas)

∴ para cada estaca:

∆RL

∆R

+ estaca 4

∴ para cada estaca: acréscimo de 33,3/2 = 16,7 kN

Reação vertical na estaca mais carregada:

kN7,2467,164

87505,1Rest =+×

= < carga admissível = 250kN (ok!)

Determinação da altura do bloco:

a) Critério de bloco rígido:

( ) ( ) cm503

401903aa

h p =−

=−

≥h ≥ 55cm33

( ) ( ) cm553

251903ba

h p =−

=−

≥∴ h ≥ 55cm

b) Limitação do ângulo de inclinação das bielas:

45° < θ < 55°

Bloco com 4 estacas/estacas dispostas segundo um quadrado:

d

ma42

22L

dtg−

=θ

Para este caso: L = 120cm e am = 25cm

Para θ = 45° :

2522120d1

×= ⇒ d = 76,0cm

2542

×−

d

2542

22120

d55tg×−

=o ⇒ d = 108,6cmPara θ = 55° :

⇒ 76,0cm < d < 108,6cm ≡ 83,0cm < h < 115,6cm

c) Ancoragem das barras longitudinais do pilar:

Ancoragem reta: concreto C20, aço CA-50, zona de boa aderência:

cm5525,1.44.44L nec,b ==φ=

Altura mínima necessária:Altura mínima necessária:

cm5,595,455cLh nec,b =+=+≥

Analisando os intervalos obtidos, será adotado:

h = 115cm ; d = 108cm;

Recalculando o ângulo de inclinação das bielas:

108

2542

22120108tg

×−=θ ⇒ θ = 54,86°

42

Cálculo das armaduras principais

Situação mais crítica: combinações de vento à 0°ç ç

Maiores reações verticais nas estacas

Combinação 1: C bi ã 2Combinação 1:Sobrecarga: ação variável principal

kN1225N =

Combinação 2: Vento: ação variável principal

kN1152N =kN1225N =m.kN6,33My =

kN1152N =m.kN56My =

kN6,33521

20,16,33

4122505,1Rest =×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+

×=Combinação 1:

⎠⎝

kN7,32521

20,156

4115205,1Rest =×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+

×=Combinação 2:

220,14 ⎠⎝

∴ Rest = 335,6 kN (valor a ser utilizado no dimensionamento do bloco)

Verificação das tensões de compressão nas bielas:

a) Junto ao pilara) Junto ao pilar

θ=σ 2

estbiela,c senA

R4 Limitada a 2,1.fcd = 2cm/kN0,34,10,21,2 =×

θpsenA

( ) ( ) )!ok(cm/kN0,3cm/kN01,28654sen4025

6,3354 222biela,c ≤=

×××

=σo( ) ( )86,54sen4025 ××

b) Junto à estaca

θ=σ 2

est

estbiela,c senA

R Limitada a 0,85.fcd = 2cm/kN21,14,10,285,0 =×

( ))!ok(cm/kN21,1cm/kN62,0

8654sen32.6,335 22

22biela,c ≤=×⎞

⎜⎜⎛ π

=σo( )86,54sen

4×⎠

⎜⎜⎝

Armaduras principais de tração:

Resultante no tirante: direção das diagonaisç g

( ) kN2,23686,54tg6,335

tgRT est ==θ

=o( )86,54tgtgθ

Como as armaduras dispostas segundo os lados:

22 kN0,1672,23622T

22T´ =×==

´ 0167T 2

ydst cm84,3

5,430,167

fTA === (4φ12,5 = 4,91cm2)

Armadura mínima: hb0015,0A min,s ××=

0,85.φest ≤ b ≤ 1,20.φest cm2,273285,0b =×= ,,2

min,s cm69,41152,270015,0A =××= (Ok!) 4φ12,5 : barras N1

Armaduras Complementares

Armadura de pele:

AsL = 0,10%. “b.h” (em cada face)

b = φest + 2t onde t = 19cm t

Øest

t

b

tcm7019232b =×+=

h = 115cm2

sL cm05,811570001,0A =××= (7φ12,5 = 8,59cm2): barras N2

Armadura de suspensão:Armadura de suspensão:

( )SUSP fn51PA = ( ) ydf.n.5,1

( )2

SUSP cm93,4543451

122505,1A =×

= (4φ12,5 = 4,91cm2 ): barras N3( )SUSP 5,4345,1 ××( φ , , )

20 103N1

190 Detalhamento das armaduras do bloco

5

181

N1

- 2x4

Ø12

, 5

N3

- 4Ø

12,5

181

N3

AA

N1

N1 - 2x4Ø12,520 20

20 103

N3N2

N2N1 2x4Ø12,5

181

103103

115 N3

N3

N2

N3 - 4Ø12,5

181

103103

N1

CORTE AA

N3

Verificação do cisalhamento por força cortante

A dispensa de armadura transversal para a força cortante é permitida se:p p ç p

1RdSd VV ≤

N ã d f ê i S di t t “d/2” d f d ilNa seção de referência S2, distante “d/2” da face do pilar.

kN2,6716,3352Vsd =×=

( ) d.b.402,1.k.V wRd1Rd ρ+τ=

( ) 23/2 cm/kN02760MPa27602003750 ==×=τ ( )Rd cm/kN0276,0MPa276,0200375,0 ==×=τ

54,008,16,1k =−= ∴ k =1,0

( ) 4

w

s 1018,7108190

91,491,42d.b

A −×=×+×

==ρ

( ) Sd4

1Rd VkN6961081901018,7402,10,10276,0V >=××××+××= −(Ok!)