ECC 1008 – ESTRUTURAS DE CONCRETO
BLOCOS SOBRE ESTACAS
Introdução
Prof. Gerson Moacyr Sisniegas Alva
BLOCOS SOBRE ESTACAS
M
Pu
V
bloco
N
Resistência por atrito
lateral e ponta
i
Vi
RL
estacas
Ri
Mi
Rp
F
Função
ã d
dos blocos:
bl
Transmitir (distribuir) os esforços dos pilares aos elementos de fundação
profunda (estacas ou tubulões)
COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DOS BLOCOS
Critério de rigidez semelhante ao das sapatas (rígidos ou flexíveis)
ap
⎛ a − ap ⎞
h > ⎜⎜
⎝ 3 ⎠
(na direção a)
⎛ b − bp ⎞
⎟⎟
h > ⎜⎜
⎝ 3 ⎠
(na outra direção)
h
a
Trabalham à flexão nas duas direções (reações verticais das estacas sobre
o bloco):
bl
) armaduras
d
principais
i i i na parte
t iinferior
f i d
do bl
bloco
Trabalham ao cisalhamento nas duas direções: dimensionamento idêntico
ao das sapatas
p
Em blocos rígidos : cargas do pilar transmitidas para as estacas
essencialmente por bielas de compressão ⇒ Método das Bielas
DIMENSÕES DO BLOCO EM PLANTA
Dependem
p
dos seguintes
g
fatores:
• número de estacas necessárias (ou seja, das características do solo)
p ç das estacas no bloco
• disposição
• espaçamento mínimo entre eixos de estacas:
⇒ 2,5
2 5 x diâmetro da estaca para as pré-moldadas
pré moldadas
⇒ 3,0 x diâmetro da estaca para as moldadas no local
≥ 60cm
• Balanço
B l
lilivre adotado
d t d (t)
(t): di
distância
tâ i entre
t a fface externa
t
d
da estaca
t
e a fface
externa do bloco: usual entre 15 cm a 25 cm.
t
Obs: pode estar condicionado às ancoragens
• Braços de alavanca necessários para resistir aos acréscimos de reação
vertical introduzidos pelos momentos nos pilares
My
∆R
∆R
L
DISTRIBUIÇÃO USUAL DE ESTACAS EM BLOCOS
Depende
p
do número de estacas necessárias
É necessário conhecer a carga admissível da estaca
C i idi o CG das
Coincidir
d cargas verticais
ti i com o CG d
do estaqueamento
t
t
Respeitar espaçamentos mínimos entre estacas
DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO ESTRUTURAL DOS BLOCOS
ç vertical admissível da estaca))
• Número de estacas necessárias ((ou reação
• Tipo da estaca (essencialmente se pré-moldada ou moldada no local)
• Diâmetro das estacas
Investigações geotécnicas
(engenheiro de fundações)
Análise Estrutural
(engenheiro de estruturas)
• Esforços solicitantes dos pilares junto às fundações
• Dimensões e armaduras dos pilares
REAÇÃO VERTICAL NAS ESTACAS
Blocos com carga centrada
Rest
Fk
Fk
=
nest
Fk = Carga vertical (inclui peso próprio bloco)
nest = Número de estacas
R est
nestt =
Fk
R est,adm
Rest,adm = Reação vertical admissível da estaca
Blocos com carga excêntrica
R est
My .x i
Fk
Mx .y i
=
±
±
2
nest ∑ (x i ) ∑ (y i )2
Rest ≤ Rest,adm
Exemplo: Determinação das dimensões em planta
Dados do exemplo:
Esforços do pilar junto à fundação:
Estacas:
N = 2360kN
Pré-moldadas: φ = 40cm
Mx = 90kN.m
My = 55kN.m
Carga admissível = 700kN
Previsão do número de estacas (estimativa como carga centrada)
nest
1,05 × 2360
=
=
= 3,54
R est,adm
700
Fk
adotar inicialmente 4 estacas
((1,05:
,
considerar peso
p
p
próprio
p do bloco))
Distância mínima entre estacas:
2,5 × φest =2,5 × 40 = 100cm
Reações nas estacas:
2
2
2
2
(
)
(
)
(
)
x
=
2
×
0
,
50
+
2
×
−
0
,
50
=
1
,
0
m
∑ i
∑ (yi )
2
= 1,0m2
Na estaca mais carregada
My .x i
2478 55.0,50 90.0,50
Fk
Mx .y i
R4 =
±
±
=
+
+
= 692kN
2
2
4
1,0
1,0
nest ∑ (x i ) ∑ (y i )
Na estaca menos carregada
2478 55.0,50 90.0,50
R1 =
−
−
= 547kN
4
1,0
1,0
Ok!
Dimensões preliminares em planta
Questão adicional: Que soluções
ç
poderiam
p
ser tomadas se:
Rest > Rest,adm ???
DETERMINAÇÃO DA ALTURA DO BLOCO
d ≅ h − 10cm
⎛ a − ap ⎞
• Bloco rígido: h > ⎜
⎜ 3
⎝
⎠
• Comprimento
p
de ancoragem
g
das barras do p
pilar:
h > Lb,nec + c
• Respeitar ângulo de inclinação das bielas (Modelo de biela e tirante)
CÁLCULO DAS ARMADURAS PRINCIPAIS DO BLOCO
Mét d d
Método
dos b
balanços
l
((seção
ã S1)
Cargas sobre o bloco são concentradas (estacas)
Método das bielas e tirantes
(mais indicado)
NBR 6118: item 22.5