SAPATA ASSOCIADA COM VIGA DE RIGIDEZ

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E

TECNOLOGIA DE SÃO PAULO

SAPATA ASSOCIADA COM VIGA DE RIGIDEZ

2017

SUMÁRIO

1 CONSIDERAÇÕES DE PROJETO        3

2 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO ADOTADO        4

2.1 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À RIGIDEZ DAS SAPATAS DE ACORDO COM A NBR 6118:2014        4

2.2 MÉTODO DAS BIELAS        6

3 VERIFICAÇÃO DA ESTABILIDADE        8

3.1 SEGURANÇA AO TOMBAMENTO        8

3.2 SEGURANÇA AO ESCORREGAMENTO (deslizamento)        9

3.3 VERIFICAÇÃO DO ESCORREGAMENTO DA ARMADURA DE FLEXÃO EM SAPATAS        10

4 ROTEIRO DE CÁLCULO        12

4.1 DIMENSIONAMENTO DA VIGA DE RIGIDEZ        12

4.1 DIMENSIONAMENTO DA SAPATA ASSOCIADA COM VIGA DE RIGIDEZ        21

5 EXEMPLO DE CÁLCULO        29

6 REFERÊNCIAS        33

1 CONSIDERAÇÕES DE PROJETO

Conforme Alva (2007) as sapatas associadas são aquelas que transmitem as ações de dois ou mais pilares adjacentes. São utilizadas quando não é possível a utilização sapatas isoladas para cada pilar, por estarem muito próximas entre si, o que provocaria a superposição de suas bases (em planta) ou dos bulbos de pressões. Neste caso, convém empregar uma única sapata para receber as ações de dois ou mais pilares.

O centro de gravidade da sapata normalmente coincide com o centro de aplicação das cargas dos pilares. Para condições de carregamento uniformes e simétricas, as sapatas associadas resultam em uma sapata corrida simples, de base retangular. Entretanto, quando as cargas dos pilares apresentam diferenças relevantes, a imposição de coincidir o centróide da sapata com o centro das cargas dos pilares conduz ou a uma sapata de base trapezoidal (em planta) ou a sapatas retangulares com balanços livres diferentes (em planta).

Usualmente nas sapatas associadas com cargas altas é recomendável projetá-la com uma “viga de rigidez”, que aumenta a segurança da sapata, diminui a deformabilidade da mesma e aumenta a sua rigidez. O eixo da viga passa pelo centro de cada pilar. A figura 1 exemplifica:

[pic 1]

Figura 1: Sapata associada retangular

Fonte: Estruturas de Concreto - Projeto Estrutural de Sapatas

2 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO ADOTADO

2.1 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À RIGIDEZ DAS SAPATAS DE ACORDO COM A NBR 6118:2014

Segundo Bastos (2016) a classificação das sapatas relativamente à rigidez é muito importante, porque direciona a forma como a distribuição de tensões na interface base da sapata/solo deve ser considerada, bem como o procedimento ou método adotado no dimensionamento estrutural.

O item 22.6.1 da NBR 6118:2014 classifica as sapatas como rígidas ou flexíveis, sendo rígida a que atende as equações 1 e 2 abaixo, conforme as dimensões indicadas pela figura 2:

[pic 2]                                                                                      (1)

[pic 3]                                                                                     (2)                    

[pic 4]

Figura 2: Dimensões da sapata

Fonte: Bastos (2016)

Onde:

h = altura da sapata;

A e B = dimensão da sapata em uma determinada direção;

ap e bp= dimensão do pilar na mesma direção.

As sapatas rígidas têm preferência no dimensionamento de fundações, visto que são menos deformáveis e menos sujeitas à punção. A figura 3 abaixo demonstra as condições estabelecidas pela norma:

[pic 5]

Figura 3: Classificação das sapatas de acordo com a NBR 6118:2014

Fonte: Estruturas de Fundações – Prof Gerson Moacyr Sisniegas Alva

Portanto, para este trabalho considera-se apenas sapatas rígidas, devido a simplificação dos cálculos de dimensionamento não sendo necessário à verificação à punção, por serem as mais utilizadas e por garantir maior enrijecimento às sapatas.

2.2 MÉTODO DAS BIELAS

De acordo com Bastos (2016), como modelo de cálculo para sapatas associadas com viga de rigidez pode-se utilizar o CEB-70 ou Método das Bielas. Para este trabalho adota-se o Método das Bielas.

Este método foi proposto por LEBELLE (1936), aplica-se às sapatas rígidas, baseado na teoria das bielas, onde se pode, então, compreender a existência de bielas inclinadas de compressão, que são resistidas pelo concreto e transmitem às barras de aço esforços de tração (figura 4), sendo a altura útil dada pela equação 3 a seguir:

[pic 6]                                                                                        (3)

Onde:

d = altura útil da sapata;

A = dimensão da sapata em uma determinada direção;

ap = dimensão do pilar na mesma direção.

[pic 7]

Figura 4: Carga do pilar em direção à base da sapata

Fonte: Bastos (2016)

                                                

Nota-se que o limite estabelecido pelo Método das Bielas é inferior ao estabelecido pela NBR 6118:2014, sendo assim, existe uma faixa de valor de “d” em que a sapata será considerada rígida conforme o critério do método, e flexível, conforme critério da ABNT. Isto equivale a dizer que, se atendido o critério de rigidez proposto pela NBR 6118:2014, automaticamente a sapata será rígida de acordo com o Método.