sapatas-parte1
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Sapatasapatas-Aspectos Geraisspectos Gerais -
Prof.Dr. José Luiz P.Prof.Dr. José Luiz P. MelgesMelgesDepartamento de Engenharia Civil Departamento de Engenharia Civil Faculdade de Engenharia de Ilha SolteiraFaculdade de Engenharia de Ilha Solteira - - UNESP UNESP
01
2) Algumas fotos desta apresentação foram obtidas pela
internet e referem-se a trabalhos realizados pelosalunos Henrique Sonagli, Fabricio Espindola e Thiago
Vieira, graduandos do curso de Engenharia Civil da
Universidade Federal de Santa CatarinaUniversidade Federal de Santa Catarina, sob
orientação do Prof.Dr. Ronaldo Ferreira da Silva.
• Importante:
1) Estas notas de aula foram adaptadas de trabalhos
desenvolvidos pelo Prof.Dr. José Samuel Giongo, pelo
Estagiário Eng. Romel Dias Vanderlei, e pelo Prof.Dr.
Libânio Miranda Pinheiro, do Departamento de
Engenharia de Estruturas, da Escola de Engenharia de São
Carlos – USP.
3) Várias figuras foram retiradas de sites da internet
utilizando-se o site de busca google.com.br 02
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1. Introdução1. Introdução Fundação: elemento estrutural que transfere as ações
na estrutura para o terreno. Essa transferência não
pode causar:
recalques diferenciais prejudiciais ao
sistema estrutural;
ruptura do solo.
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Fundação rasa, direta ou superficial: Quando a
profundidade de assentamento é menor que duas vezes
a menor dimensão da fundação. Exemplo: sapatas.
Neste caso, a ação
transferida para o solo é feita
através da pressãodistribuída sob a base da
fundação.
As sapatas (e também os
blocos), são elementos
tridimensionais que exigem
cálculos específicos.04
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Planta
Vista frontalLastro de Concreto
a) Altura constante b) Altura variável
Transmite a ação de um único pilar.
2.1. SAPATA ISOLADA
2. Tipos de Sapatas2. Tipos de Sapatas
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2.2. SAPATAS CORRIDAS
Carregamento contínuo
Suporta ação de paredes e muros
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3. Classificação3. Classificação
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Sapatas rígidas: quando o terreno possui boa
resistência em camadas próximas da superfície.
Sapatas flexíveis, embora de uso mais raro, são adotadas para
pilares com cargas pequenas e nos casos de solos com baixas
resistências (tensão admissível abaixo de 150 kN/m2).
Nas sapatas rígidas, o comportamento estrutural é o de uma
peça fletida nas duas direções, estando também submetidas aocisalhamento nas duas direções.
Já nas sapatas flexíveis existe, além da flexão e do
cisalhamento, o perigo do puncionamento (“perfuração”) da
sapata pelo pilar, que também deve ser verificado.
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Divisa com terrenos
vizinhos: profundidade deve
ser maior que 1,5m, salvo
quando a fundação for
assente sobre rocha.
4. Detalhes Construtivos4. Detalhes ConstrutivosProfundidade: solo de apoio
não deve ser influenciado por
agentes atmosféricos e fluxos
d’água.
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A altura da sapata pode ser constante ou variável.
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No caso de sapatas de altura variável, no topo da sapata deve
existir uma folga para apoio e vedação da fôrma do pilar.
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Deve ser executada uma camada de concreto simples de 5cm a
10cm, ocupando toda a área da cava da fundação. Essa camada
serve para nivelar o fundo da cava, como também serve de fôrma da
face inferior da sapata.
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O cobrimento das armaduras, para as sapatas, deve ser igual ou
maior que 5 cm, visto que se encontram num meio agressivo. Em
terrenos altamente agressivos aconselha-se executar um
revestimento de vedação.
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Junta de concretagem
compr.
de ancoragem
cobrimento
compr.de ancoragem
10 a 15 cm
Gancho tipo C ("pata") - construtivo
Estribos (situação desejável, embora não essencial - volume de concreto impede flambagem da barra)
h(ancoragem reta)
(ancoragem reta)
A altura h da sapata deve ter, pelo
menos, o comprimento de
ancoragem da armadura
proveniente do pilar acrescido do
valor do cobrimento
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5. DimensionamentoGeométrico de Sapata Isolada
5. DimensionamentoGeométrico de Sapata IsoladaEste dimensionamento geométrico refere-se à determinação das
dimensões da base da sapata, de modo que a tensão admissível do
terreno (ou taxa de trabalho do solo) não seja ultrapassada. Este
item será visto com detalhes na disciplina de Fundações
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6. Distribuição das Tensões noContato Solo-sapata
6. Distribuição das Tensões noContato Solo-sapata
A distribuição real das tensões na base da sapata não é
uniforme, dependendo da natureza do solo (rocha, areia ou
argila) e da rigidez da fundação (rígida ou flexível).
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Distribuição de tensões nas sapatas rígidas [Guerrin, 1900]
a. Rocha b. Argila c. Areia
Distribuição de tensões nas sapatas flexíveis [Guerrin, 1900]
a. Rocha b. Argila c. Areia17
- NÃO EXISTEM TENSÕES DE TRAÇÃO NA SUPERFÍCIE DE CONTATO DO SOLO COM A SAPATA.
- Maioria dos casos: distribuição uniforme.
Para sapatas flexíveis/soloarenoso:
diagrama triangular
Para sapatasrígidas/rocha:
diagrama bi-triangular
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6.1. CÁLCULO DAS TENSÕES PARA CARGA CENTRADA(DISTRIBUIÇÃO UNIFORME)
A N
N = força transmitida à sapata
A = área da base da sapata
(Alguns autores também consideram o peso próprio da sapata.)
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6.2. CÁLCULO DAS TENSÕES PARA CARGAEXCÊNTRICA
2 situações possíveis:
a) excentricidade (e) é pequena base da sapata está inteiramente
comprimida, com distribuição linear de tensões de compressão
NMe
b) a excentricidade (e) é grande base da sapata não está
inteiramente comprimida, com distribuição triangular de tensões de
compressão. No nosso caso, não será considerado o peso próprio da
sapata.
e = excentricidade do carregamento
M = momento fletor transmitido pelo
pilar à sapata20
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6.2.1 Excentricidade pequena em uma das direções(distribuição linear de tensões): e L/6
L
e61.
A
N1
L
e61.
A
N2
21
6.2.2 Excentricidade grande em uma das direções(distribuição triangular de tensões): e > L/6
e2
LA3
L N2'1
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A tensão máxima σ1´é dada pela expressão:
onde:
k = coeficiente tabelado
σm = tensão média na base da sapata
6.2.3 Excentricidades em duas direções (flexão oblíqua): tabelas
m1 k '
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Tabela - Exemplo:
Livro: Pontes em Concreto Armado
Autor: Walter Pfeil
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7. Limitação da tensão máximaque pode
ser aplicada ao solo
7. Limitação da tensão máximaque pode
ser aplicada ao solo
7.1. PARA DISTRIBUIÇÃO UNIFORME:
s
(tensão admissível ou taxa de trabalho do solo)
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7.2. PARA DISTRIBUIÇÃO LINEAR DE TENSÕES:
s1 3,1
sm
7.3. PARA DISTRIBUIÇÃO TRIANGULAR:
s1 3,1'
6/Leg
( eg = excentricidade devida apenas às cargas permanentes)27
7.4. PARA EXCENTRICIDADES NAS DUAS DIREÇÕES
s1 3,1
sm
6
1
b
e
a
e gygx
(quando apenas as ações
permanentes atuarem, a baseestará inteiramente comprimida)
9
1
b
e
a
e2
y2
x
(quando atuarem todas as ações, a
base da sapata estará com, pelo
menos, metade da sua área
comprimida)28
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