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ECC 1008 – ESTRUTURAS DE CONCRETO

BLOCOS SOBRE ESTACASBLOCOS SOBRE ESTACAS

Introdução

Prof. Gerson Moacyr Sisniegas Alva

BLOCOS SOBRE ESTACAS

MPu

N

V

M

bloco

R

Resistência por atrito lateral e ponta

N bloco

RLestacas

ViiR

i

F ã d bl

RpVi

iM

Função dos blocos:

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)Critério de rigidez semelhante ao das sapatas (rígidos ou flexíveis)

ap⎞

⎜⎛ − aa

h p

h⎠⎜⎜⎝

>3

h p(na direção a)

⎞⎛ bb

a

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −>

3bb

h p (na outra direção)

a

Trabalham à flexão nas duas direções (reações verticais das estacas sobre bl ) d i i i t i f i d blo bloco): armaduras principais na parte inferior do bloco

Trabalham ao cisalhamento nas duas direções: dimensionamento idêntico ao das sapatasp

Em blocos rígidos : cargas do pilar transmitidas para as estacas essencialmente por bielas de compressão ⇒ Método das Bielas

DIMENSÕES DO BLOCO EM PLANTA

Dependem dos seguintes fatores: p g

• número de estacas necessárias (ou seja, das características do solo)

• disposição das estacas no bloco p ç

• espaçamento mínimo entre eixos de estacas:

⇒ 2 5 x diâmetro da estaca para as pré-moldadas

B l li d t d (t) di tâ i t f t d t f

⇒ 2,5 x diâmetro da estaca para as pré moldadas

⇒ 3,0 x diâmetro da estaca para as moldadas no local≥ 60cm

• Balanço livre adotado (t): distância entre a face externa da estaca e a face 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∆RL

DISTRIBUIÇÃO USUAL DE ESTACAS EM BLOCOS

Depende do número de estacas necessárias

C i idi CG d ti i CG d t t

p

É necessário conhecer a carga admissível da estaca

Coincidir o CG das cargas verticais com o CG do estaqueamento

Respeitar espaçamentos mínimos entre estacas

DADOS NECESSÁRIOS PARA O PROJETO ESTRUTURAL DOS BLOCOS

• Número de estacas necessárias (ou reação vertical admissível da estaca)( ç )

• Tipo da estaca (essencialmente se pré-moldada ou moldada no local)

• Diâmetro das estacas• Diâmetro das estacas

Investigações geotécnicas (engenheiro de fundações)(engenheiro de fundações)

Análise Estrutural

• Esforços solicitantes dos pilares junto às fundações

Análise Estrutural(engenheiro de estruturas)

Esforços solicitantes dos pilares junto às fundações

• Dimensões e armaduras dos pilares

REAÇÃO VERTICAL NAS ESTACAS

FkBlocos com carga centrada Fk

kFR

Blocos com carga centrada

est

kest n

R =

=kF Carga vertical (inclui peso próprio bloco)

=estn Número de estacasRest

est

kt

Fn =adm,est

est Rn

=adm,estR Reação vertical admissível da estaca

Blocos com carga excêntrica

±±= ixiyk y.Mx.MFR( ) ( )∑∑

±±= 2i

2iest

est yxnR

adm,estest R R ≤

Exemplo: Determinação das dimensões em planta

Dados do exemplo:

Esforços do pilar junto à fundação:

kN2360N

Estacas:

Pré-moldadas: φ = 40cm

Dados do exemplo:

kN2360N =

m.kN90Mx =

Pré-moldadas: φ = 40cmCarga admissível = 700kN

m.kN55My =

Previsão do número de estacas (estimativa como carga centrada)Previsão do número de estacas (estimativa como carga centrada)

54,3236005,1Fn kest =

×== (1,05: considerar peso próprio do bloco),

700R adm,estest ( , p p p )

adotar inicialmente 4 estacas

Distância mínima entre estacas:

cm100405,25,2 est =×=φ× ,, estφ

Reações nas estacas:

( ) ( ) ( )∑ =−×+×= 2222i m0,150,0250,02x

( )∑ 22 m01y( )∑ =i m0,1y

Na estaca mais carregada

( ) ( )kN692

0,150,0.90

0,150,0.55

42478

yy.M

xx.M

nFR 2

i

ix2

i

iy

est

k4 =++=±±=

∑∑Ok!

( ) ( )yii ∑∑Na estaca menos carregada

kN5470,150,0.90

0,150,0.55

42478R1 =−−=

Dimensões preliminares em planta

Questão adicional: Que soluções poderiam ser tomadas se:

???R R adm,estest >

ç p

DETERMINAÇÃO DA ALTURA DO BLOCO

10hd cm10hd −≅

⎞⎜⎜⎛ −

>aa

h p• Bloco rígido:⎠

⎜⎜⎝

>3

h p• Bloco rígido:

• Comprimento de ancoragem das barras do pilar: cLh necb +>p g p cnec,b

• Respeitar ângulo de inclinação das bielas (Modelo de biela e tirante)

CÁLCULO DAS ARMADURAS PRINCIPAIS DO BLOCO

Mét d d b l ( ã S1)Método dos balanços (seção S1)

Cargas sobre o bloco são concentradas (estacas)

Método das bielas e tirantes(mais indicado)

NBR 6118: item 22.5