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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.

03

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

05

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.

13

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

15

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.)

19

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 '

23

Tabela - Exemplo:

Livro: Pontes em Concreto Armado

Autor: Walter Pfeil

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25

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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