Dimensionamento Das Sapatas UP - R - D

5TRABALHO DE ESTRUTURAS METLICAS

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SULFAENG FACULDADE DE ENGENHARIAS, ARQUITETURA E URBANISMO E GEOGRAFIA

TRABALHO DE ESTRUTURAS METLICAS

ALUNOSALINE DA SILVA VIEIRAJULIANA EMI SHIMABUKUROOTVIO MORAIS CALDAS

PROFESSOROLAVO DE OLIVEIRA LIMA SOBRINHO

CAMPO GRANDE - MS

TRABALHO DE FUNDAES I

AlunosAline da Silva VieiraJuliana EmiShimabukuroOtvio Morais Caldas

Disciplina: Fundaes IProfessor: Olavo de Oliveira Lima Sobrinho

Trabalho acadmico Apresentado ao curso Engenharia Civil da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul como requisito parcial para concluso da disciplina de Fundaes I.Orientadores: Olavo de Oliveria Lima Sobrinho Jos Fransisco Francisco de Lima

Campo GrandeJunho 2014

2014

INTRODUO4ROTEIRO PROJETO FUNDAO6DIMENSIONAMENTO SAPATAS....................................................................... DIMENSIONAMENTO SAPATAS ASSOCIADASDIMENSIONAMENTO SAPATAS DE DIVISAANEXOSTABELA 1 DIMENSIONAMENTO PILARESPRANCHA 1 PROJETO ARQUITETNICOPRANCHA 2 REAS DE INFLUNCIAPRANCHA 3 PLANTA DE FORMAPRANCHA 4 SAPATAS EM PLANTAPRANCHA 5 CORTE E VISTAS DOS TIPOS DE SAPATASCONCLUSO

DADOS PRELIMINARES DO PROJETO

O projeto se trata de uma trelia (tesoura e tera) feita de ao que servir de cobertura para uma edificao de planta retangular, com os seguintes dados: Cobertura em uma gua A cobertura ser feita com telha de ao trapezoidal de 40mm Declividade da cobertura = 15 Os fechamentos das faces transversais so de alvenaria completada com telhas de ao Segundo a NBR 6123/88, a construo ser considerada permevel Os perfis sero de chapa dobrada MR 250 Sero utilizados parafusos comuns: A 307 Ser utilizado para solda eletrodo E 60 XX AWS Demais dados em funo Local da construo: cidade de Santos SP Topografia: fundo de vale P-direito: 5,5m Largura da construo: 12m Comprimento da construo: 30m

2. DETERMINAO DA VELOCIDADE CARACTERSTICA DO VENTO

2.1. Velocidade bsica do vento

Consultando o Anexo C e a figura 1 da NBR 6123/1988, temos os seguintes valores para a cidade de Santos:

Latitude: 2356 S

Longitude: 4618 W

Altitude: 3 m

Correspondentes a uma velocidade (V0) de aproximadamente 37 m/s.

2.2. Fator topogrfico S1 Segundo o valor topogrfico fornecido para a realizao dos clculos, a cidade se encontra em vales profundos, protegidos de vento de qualquer direo. Correspondendo ao valor de S1=0,90 (NBR 6123/1988, item 5.2)

2.3. Rugosidade do terreno, fator S2

Levando-se em conta a categoria de rugosidade II, caracterizada por terrenos abertos em nvel ou aproximadamente em nvel, com poucos obstculos isolados, tais como rvores e edificaes isoladas e a maior dimenso igual a 30 m (classe B), o Fator S2 calculado pelo software VisualVentos de 0,95.

2.4. Fator estatstico S3 Consultando a tabela 3 da NBR 6123/1988, a edificao classificada no Grupo 3 com o valor de S3 igual a 0,95.

2.5. Velocidade caracterstica do vento Segundo o item 4.1, letra b dada a frmula para o clculo das velocidades caractersticas.

Vk= 37 . 0,90 . 0,95 . 0,95 = 30,05325 m/s

2.6. Presso Dinmica Segundo o item 4.2, letra c dada a frmula para o clculo das presses dinmicas.

q = 553,66 N/m

3. CLCULO DA AO DO VENTO

Dados Geomtricosb = 12,00 m a = 30,00 m b1 = 2 * hb1 = 2 * 5,50b1 = 11,00moub1 = b/2b1 = 12,00/2b1 = 6,00mAdota-se o menor valor, portantob1 = 6,00 m a1 = b/3a1 = 12,00/3a1 = 4,00moua1 = a/4a1 = 30,00/4a1 = 7,50mAdota-se o maior valor, porm a1 Topografia da rea . Dados sobre taludes e encostas (necessidade de cortes e aterros); . Dados sobre eroses; . Dados sobre ocorrncia de solos moles na superfcie; . Presena de obstculos, como aterros com lixo ou mataces.> Caractersticas do macio de solo . Variabilidade das camadas e a profundidade de cada uma delas; . Existncia de camadas resistentes ou adensveis; . Compressibilidade e resistncia do solo; . Posio do nvel dgua.> Dados da estrutura . Arquitetura, tipo e uso da estrutura;

> Dados sobre as construes vizinhas . Tipo de estrutura das fundaes vizinhas; . Existncia de subsolo; . Possveis consequncias de escavaes e vibraes provocadas pela nova obra; . Danos j existentes.> Aspectos econmicos . Alm do custo direto para a execuo do servio, deve-se considerar o prazo de execuo; h situaes em que uma soluo mais custosa oferece um prazo de execuo menor, tornando-se mais atrativa.

Tipos de Fundao:Fundao superficialTambm chamada de fundao rasa ou direta, transmite a carga do edifcio aoterreno atravs das presses distribudas sob a base da fundao. As fundaes superficiais esto assentadas a uma profundidade de at duas vezes a sua menor dimenso em planta.Os principais tipos de fundao superficial so:Bloco: o elemento de fundao de concreto simples, dimensionado de maneira que as tenses de trao nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura.Sapata: um elemento de fundao de concreto armado, de altura menor que o bloco,utilizando armadura para resistir a esforos de traoViga de fundao: um elemento que recebe pilares alinhados, geralmente de concreto armado; pode ter seo transversal tipo bloco, sem armadura transversal, sendo chamada de baldrameGrelha: elemento de fundao constitudo por um conjunto de vigas que se cruzam nos pilaresRadier: elemento de fundao que recebe todos os pilares da obra.

Fundao profundaSo aquelas em que a carga transmitida ao terreno atravs de sua base (resistncia de ponta) e/ou superfcie lateral (resistncia de atrito). As fundaes profundas esto assentadas a uma profundidade maior que duas vezes a sua menor dimenso em planta.

Os principais tipos de fundao profunda so:Estaca: elemento de fundao executado com auxlio de ferramentas ou equipamentos, execuo esta que pode ser por cravao a percusso, prensagem, vibrao ou por escavao.Os principais tipos de estaca so:Estacas pr-moldadas: Caracterizam-se por serem cravadas no terreno, podendo-se utilizar os seguintes mtodos: Percusso: o mtodo de cravao mais empregado, o qual utiliza-se piles de queda livre ou automticos. Um dos principais inconvenientes desse sistema o barulho produzido. Prensagem: empregada onde h a necessidade de evitar barulhos e vibraes, utiliza macacos hidrulicos que reagem contra uma plataforma com sobrecarga ou contra a prpria estrutura. porque Vibrao sistema que emprega um martelo dotado de garras (para fixar a estaca), com massas excntricas que giram com alta rotao, produzindo uma vibrao de alta freqncia estaca. Pode ser empregada tanto para cravao como para remoo de estacas, tendo oinconveniente de transmitir vibraes para os arredores. Podem ser fabricadas com diversos materiais, sendo as estacas de concreto e metlicas as mais usuais.Concreto: as estacas de concreto so comercializadas com diferentes formatos geomtricos. A capacidade de carga bastante abrangente, podendo ser simplesmente armadas, protendidas, produzidas por vibrao ou centrifugao.Metlicas: so encontradas na forma de trilhos ou perfis. No h possibilidade de quebra e, caso seja necessrio realizar emendas, essas devem ser soldadas, no devendo permitir o uso de luvas ou anis. Um problema que ocorre com relativa freqncia em estacas cravadas por percusso atravs de espessas camadas de argila mole o drapejamento, isto , encurvamento das estacas, mesmo quando se tomam cuidados com o prumo durante a cravao. Tal fato, no entanto, raramente detectado. O tratamento terico deste fenmeno s vem sendo realizado muito recentemente, no havendo, ainda, meios de quantific-lo na fase de projeto. Por esse motivo a eficincia das estacas e principalmente das emendas s pode ser comprovada apsexperincia acumulada em vrias cravaes e provas de cargas nestas formaes de argilas moles.Tubulo elemento de forma cilndrica, em que, pelo menos na sua fase final de execuo, h a descida do operrio por dentro deste. Pode ser feito a cu aberto ou sob ar comprimido (pneumtico). Tubulo a cu aberto: escavada manualmente, no pode ser executado abaixo do nvel dgua. Dispensa escoramento em terreno coesivo, mostrando-se uma alternativa econmica para altas cargas solicitadas, superior a 250 Tf.Tubulo a ar comprimido: utilizado em terrenos que apresentam dificuldade de empregar escavao mecnica ou cravao de estacas, como em reas com alta densidade de mataces, lenis dgua elevados ou cotas insuficiente entre o terreno e o apoio da fundao. Nesse tipo de fundao, pode-se utilizar uma camisa metlica, de concreto ou de concreto moldado in loco, sendo empregada uma presso mxima de 3,4 atm, limitando, dessa forma, a profundidade do tubulo a 34 m abaixo do nvel dgua.

1.1. Projeto ArquitetnicoO Projeto arquitetnico deste trabalho trata-se de um edifcio executivo de 14 pavimentos, sendo uma garagem no subsolo, um pavimento trreo, doze pavimentos tipo. Este projeto foi desenvolvido na disciplina Arquitetura e Urbanismo com Professora Simone, no quarto semestre da turma ingressante em 2011.

1.2. Dos PilaresPrimeiramente foi alocado os pilares com o auxlio do professor Jos Francisco de Lima, o qual orientou os alunos qual seria a melhor disposio dos pilares, levando em conta o projeto arquitetnico (disposio das peas, elevadores e caixa dgua). Houve uma preocupao em locar os pilares de modo que no houvesse prejuzo nas vagas de estacionamento do subsolo, nas esquadrias do edifcio, e na circulao de pessoas. Juntamente com a alocao dos pilares, as vigas de travamento foram sendo desenhadas de modo que em pelo menos dois vos dos pilares fossem devidamente travados.Aps a verificao da ideia pelo professor e orientador Jos Francisco, iniciou-se o dimensionamento do pilar (TABELA 1). Calculou-se a rea de influncia do pilar em cada pavimento. Esta rea funo da dimenso da metade dos vos que ligam o pilar em questo aos seus prximos adjacentes, como ilustra a imagem abaixo.

Feito a rea de influncia, calculou-se o peso atuante em cada pilar, somando a carga incidente pavimento por pavimento, da cobertura ao baldrame, levando em conta o peso da caixa dgua, e da casa de mquinas (elevador).O dimensionamento do pilar foi feito em funo do peso do pilar.

Clculo da rea:

Observao: O coeficiente 1,1 da rea A o fator majorativo de 10% de acrscimo para considerar o peso da sapata e da viga.Temos que:

Segundo recomendao de Albiero e Cintra, adota-se:

De (1) e (2) temos que:

Substituindo em (2), obtemos:Portanto:

Adotando b = 0,20 m e o recobrimento de 0,05m temos a altura da Sapata (Hcal) como:

Majorando a altura temos:

Clculo da rea:

Como a seo do pilar quadrada


Portanto:

Previso da altura (H)

Altura majorada

Clculo da rea



Portanto:


Altura majorada

Como o pilar 04 possui dimenso e carga igual ao pilar 03 temos que:



Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo das rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo das dimenses da sapata

Temos que:




Altura majorada

Clculo das dimenses da rea:

Temos que:





Altura majorada


Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea

Temos que:





Altura majorada

Dimensionamento da sapata isolada Clculo das dimenses da sapata

Temos que:





Altura majorada

Dimensionamento da Sapata do Pilar 26Pilar26 (95x95cm)-Carga 840tfDimensionamento da sapata isolada Clculo das dimenses da sapata



Portanto:


Altura majorada


E,

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada


Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:

Previso da altura (H):

Altura majorada:


Temos que:





Altura majorada:

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada:


Temos que:





Altura majorada


Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada


Temos que:





Altura majorada




Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Dimensionamento da Sapata do Pilar 49Pilar49 (20x20cm)-Carga 35tfDimensionamento da sapata isolada Clculo das dimenses da sapata



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada




Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea:

Temos que:





Altura majorada

Clculo da rea



Portanto:


Altura majorada

Dimensionamento da sapata isolada Clculo das dimenses da sapata

Temos que:





Altura majorada

Clculo das rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo das rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada

Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada


Clculo da rea:



Portanto:


Altura majorada


Momento Atuante:

Clculo das dimenses da sapata:rea:

A = B x L = 9,88 mSubstituindo (II) em (I) encontramos:B = 2,26 2,3mL = 4,38 mX = 1,13 mL/2= 2,19A Altura da Sapata encontrada atravs da seguinte relao:

Onde b ser adotado como 0,6 m e o recobrimento como 0,05m.

Majorando-a, temos:

Hmaj = 1,5 m

Dimensionamento de Sapata nica:Momento Atuante:


A = B x L = 11,77 mSubstituindo (II) em (I) encontramos:B =2,76 m 2,75 mL = 4,25 mX = 1,38 mL/2 = 2,13 mA Altura da Sapata encontrada atravs da seguinte relao:


Majorando-a, temos:

Hmaj = 0,7 m

Para sapata associada com trs pilares, encontramos a posio do centride dos trs elementos em conjunto:

Como e esto relativamente longe, consideramos a sapata associdada como retngular.Clculo da rea da sapata nica:

Temos que:

De (I) e (II) temos que:B =

Como todos os estes pilares esto aproximadamente alinhados, utilizaremos uma sapata associada retangular. Momento Atuante:


A = B x L = 17,38 mSubstituindo (II) em (I) encontramos:B = 2,2 mL = 7,90 mX = 1,1 m L/2 = 3,95 mA Altura da Sapata encontrada atravs da seguinte relao:


Majorando-a, temos:

Hmaj = 0,5m

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