09- Comente sobre as tensões no solo, sob a sapata, considerando carga cêntrica e excêntrica 10- Comente sobre as etapas de dimensionamento e verificações para as “Sapatas rígidas”. Resposta: Pode se calcular por peças flexíveis e verificação quanto ao puncionamento e também pelo método de bielas. Ocorrem esforços de flexão nas duas direções da sapata e ar armaduras são uniformemente distribuídas. Há também esforços cortantes, mas a ruptura se dá por compressão diagonal. No método de bielas a carga é transferida do pilar para a base da sapata a partir de bielas de concreto comprimido que induzem tensões de tração na base da sapata. Primeiramente adota-se a altura mínima (h) para se ter peça rígida, posteriormente determina os esforços de tração e assim com ela determina a área de aço. As armaduras devem ser uniformemente distribuídas ao longo das dimensões (L, B) da sapata, espaçamento deve estar entre 10-20 cm 11 - Explique o que ocorrerá, quanto às tensões na base da sapata, quando a força vertical estiver posicionada dentro do Núcleo Central de Inércia. Neste caso, admite-se uma distribuição uniforme e constante das tensões do solo na base da sapata, igual à razão entre a carga vertical e a área da sapata (em planta). σ = Fk , onde Fk é a ação vertical na sapata e A é a área da base da sapata A.
12- Para os “Blocos de coroamento (rígido)”, sobre duas estacas, qual a consequência para a seguinte situação: engastar a viga baldrame na direção perpendicular ao eixo do bloco. Nestes casos, que tipo de verificação adicional deverá ser realizada no bloco? Ao se engastar uma viga baldrame em um bloco de fundação sobre duas estacas devem ser analisados os seguintes critérios: Verificação de momentos fletor: deve-se verificar a armadura se esta resiste ao momento transmitido ao bloco pela viga. Verificação de torção: ao se aplicar uma carga fora do eixo das estacas, o bloco transmitirá esforços de flexão para as estacas. Logo deve-se dimensionar as estacas para flexão, além da carga normal do pilar.Compressão das bielas: uma vez que mais cargas verticais serão aplicadas à fundação, deve-se verificar se as bielas de compressão resistirão a este esforço vertical adicional. 13- Existe diferença quanto ao comportamento estrutural dos “Blocos de coroamento (rígido)”, sobre duas estacas, quando a viga baldrame está apoiada na face superior ou na inferior do bloco. Caso exista, que tipo de armadura será necessário adicionar ao bloco? Deve-se se dispor de uma armadura secundaria, para prever um possível momento fletor transmitido para o bloco, essa armadura é constituída por: Uma armadura longitudinal superior ao longo de todo comprimento do bloco, com área mínima igual a 1/10 da área da armadura principal inferior. Estribos horizontais e verticais dispostos em malha nas faces laterais do bloco. Estribos verticais devem enlaçar a armadura longitudinal superior e inferior, com uma área mínima igual a As=0,002*b*S; onde b é largura do bloco e S é o espaçamento dos estribos. Se a largura b do bloco for maior que a metade de sua altura h, deve-se adotar b=h/2 para calculo dos estribos.
14 - Descreva as diferenças entre “sapatas rígidas e flexíveis”. R: As sapatas flexíveis têm a vantagem do menor consumo de concreto e, por serem mais leves, são mais adequadas em um solo de menor capacidade de carga. Por outro lado, elas exigem um maior consumo de armadura. Já as sapatas rígidas têm a vantagem do menor consumo de aço, além de ser possível o emprego de concreto de menor resistência. Por se tratar de uma sapata mais pesada, ela é mais econômica em solos de melhor qualidade. As sapatas rígidas têm a preferência no projeto de fundações, por serem menos deformáveis, menos sujeitas à ruptura por punção e mais seguras. Nas sapatas flexíveis, o comportamento estrutural é de um elemento estrutural fletido, portanto, submetido às ações de momento fletor e força cortante. O dimensionamento requer as verificações das capacidades da sapata absorver as tensões normais e tangenciais. Por ter o comportamento associado ao de laje maciça sob ação de força concentrada a sapata precisa ser verificada às tensões tangenciais oriundas da punção. As sapatas rígidas não precisam ser verificadas à punção, embora a verificação da resistência à força cortante seja feita com os critérios de verificação à punção. 15-Em sapatas rígida ou flexível, é recomendável adotar a altura (h0) igual a “zero”? Caso não seja recomendável, explique o(s) motivo(s). Não é recomendável, pois a execução das faces extremas de uma sapata em superfície vertical evita uma possível ruptura nos lados da sapata e possibilita a armadura possuir uma melhor ancoragem. É sugerido adotar h0≥h/3 ou h0≥15cm e preferencialmente o valor de h0 deve ser múltiplo de 5. 16- Explique o que ocorrerá, quanto às tensões na base da sapata, quando a força vertical estiver posicionada fora do NCI. Quando a carga excêntrica estiver fora do núcleo central de inercia(NCI), apenas parte da sapata estará comprimida, não se admitindo que exista resistência a tração no contato sapata-solo. A área da sapata que é efetivamente comprimida pode ser obtida fazendo-se σmax= σa verificando-se o equilíbrio de forças na vertical. 17- Descreva o comportamento estrutural do bloco de transição, conforme o modelo do Prof. Telêmaco Van Langendonck. De acordo com o Langendonk (1957), um estudo do comportamento de blocos concluiu que ao longo da altura do bloco, em um determinado comprimento, a distribuição de tensões não é uniforme. Ao longo do eixo da peça, na direção longitudinal, as tensões são de compressão, nas outras duas direções as tensões são de compressão apenas nas proximidades da face que recebe a força e de tração no restante do comprimento de perturbação. As tensões de compressão são vestidas por blocos de compressão e para o equilíbrio das bielas precisa-se adotar armaduras transversal, que precisa resistir as tensões de tração. Para o cálculo da área da armadura transversal é preciso determinar a força de tração transversal que causa fendilhamento. 18- Para regiões onde o solo de fundação tem elevada capacidade de suporte, qual a vinculação mais aconselhável a se aplicar na ligação pilar/estrutura de fundação (sapata)? Justifique, com base na distribuição de tensão no solo. A ligação mais aconselhável é a engastada, é mais viável transferir os esforços para a estrutura de fundação , uma vez que o solo possui elevada capacidade de suporte, logo não sofrerá tantas deformações com estes esforços. Na ligação articulada os esforços não são transferidos para a estrutura de fundação, esse tipo de ligação é utilizado quando o solo não possui grande capacidade de suporte. 19-Para os “Blocos de transição”, qual(is) a(s) possível(is) consequência(s) da ausência das vigas baldrames de travamento? 20- Considerando um bloco de coroamento sobre quatro estacas e, sabendo que, as estacas foram executadas com os espaçamentos entre eixos, superior ao especificado em projeto. Comente as consequências deste fato sobre o comportamento estrutural do bloco. Com o espaçamento maior do que especificado em projeto, as distribuiçoes das direçoes das bielas não conincidirão exatamente com a superficie das estacas, sendo assim grande parte das tensões nas bielas vão para o bloco utilizando a armadura de forma incorreta. Dessa forma será necessário aumentar o bloco podendo não ser mais um bloco rigido, implicando as consequencias de um bloco flexivel. 21- Explique o que ocorrerá, quanto às tensões na base da sapata, quando a força vertical estiver posicionada no limite do NCI. Uma das extremidades da sapata será obtido á tensão máxima, enquanto na outra extremidade será observado a tensão com valor nulo, formando um diagrama de tensão na forma triangular. Sendo este o limite para descolamento da sapata. 22- Para regiões onde o solo de fundação tem baixa capacidade de suporte, qual a vinculação mais aconselhável a se aplicar na ligação pilar/estrutura de fundação (sapata)? Justifique, com base na distribuição de tensão no solo. R: A vinculação indicada quando o solo apresenta baixa capacidade de suporte é rotulada, dessa forma evita-se o surgimento de momento. 23- Comente sobre o comportamento estrutural dos Blocos de coroamento (rígido) sobre duas estacas. Cite os tipos de armaduras usadas, bem como suas funções. Os blocos de coroamento(rígido) tem como função transmitir os esforços dos pilares aos elementos de fundação profunda, no caso, as duas estacas. Esses esforços são transmitidos por bielas de compressão, os blocos trabalham a flexão nas duas direções (reações verticais das estacas sobre o bloco) e trabalham ao cisalhamento nas duas direções: dimensionamento idêntico ao das sapatas. A armadura principal a ser calculada é a armadura de tração, localizada na parte inferior do bloco, deve ser posicionada sobre as estacas, podendo ser distribuída até em 1,2 a distancia entre as estacas, ou seja, pode exceder em até 20% da distância, sendo 10% para cada lado. A armadura de pele, ou a armadura da gaiola, é recomendável quando a armadura principal tem diâmetro elevado, tem como função reduzir a fissuração do bloco e podem ser dimensionadas em até 1/8 da seção total da armadura principal, em cada face do bloco.
24- Explique a necessidade do uso de viga alavanca, junto às sapatas, e qual(is) a(s) consequência(s) (quanto as tensões no solo) da não utilização da mesma. Quando o pilar é executado nos limites do terreno (divisa) ao invés de ser posicionado no alinhamento dos centros de gravidade da sapata e do pilar, como o recomendado, o mesmo se apoia sobre um dos cantos da sapata. Esse posicionamento gera uma diferença (distância) entre os centros de gravidade da sapata e do pilar denominado excentricidade. Devido a essa distância, a carga aplicada sobre o pilar gera um esforço de momento na estrutura. Sendo assim, o uso da viga alavanca se justifica pelo objetivo de se estabelecer o equilíbrio da estrutura novamente. A viga alavanca é uma viga executada entre as sapatas de canto e as intermediarias, ligando as duas e redistribuindo os esforços adicionais de momento para que a estrutura suporte o carregamento aplicado. A não utilização da viga alavanca gera acréscimo de tensão no solo que irá provocar deformações de intensidades variáveis que resultarão no recalque do solo e danificação da estrutura. 25- Para edifícios de alvenaria estrutural, considerando, hipoteticamente, um solo superficial com alta capacidade portante, qual o tipo de estrutura de fundação (rígida) seria recomendada? No projeto estrutural, quais as verificações necessárias para a referida estrutura? Comente sobre as armaduras empregadas. 26- Considerando que um erro de execução durante o adensamento do concreto, em um bloco de coroamento sobre três estacas, provoca exsudação (face superior) no elemento. Comente, quanto as premissas projetuais. R: Pelo fato de ocorrer exsudação no elemento, a água de amassamento tende a vir a superfície do concreto recém lançado, devido a sua densidade ser menor que a dos agregados e a do cimento. Esse fenômeno faz com que o fator de água/ cimento fique enorme, reduzindo a resistência mecânica na região. 27- Por uma falha na execução, um bloco de coroamento sobre duas estacas teve seu comprimento reduzido. Considere que tal redução foi simétrica e ocorreu nas extremidades. Qual a solução, para que tal fato não afete o comportamento estrutural do bloco. 28- Para os blocos de coroamento, o que deve ser feito pelo projetista, quando a verificação da compressao das bielas não atende a “tensao limite”? Quando a verificação da compressao das bielas não atende a tensão limite, pode-se: -Aumentar o Fck do concreto. Contudo, em uma situação com n blocos, pode não ser economicamente viavel aumentar o fck se apenas um bloco não passou na verificação. -Aumentar o ângulo ө (dentro do intevalo 45≤ө≤55). Alterar a geometria do bloco ( aumentando o valor de senө, diminui a parcela, podendo resolver o problema). –Aumentar o numero ou a capacidade das estacas. Dentre essas soluçoes, deve-se avaliar a soluçao mais eficiente do ponto de vista tecnico, com olhar na execuçao e no custo. 29- Explique a necessidade do uso de viga alavanca, junto às sapatas, e qual(is) a(s) consequência(s) (quanto as tensões no solo) da não utilização da mesma. Quando o pilar é executado nos limites do terreno (divisa) ao invés de ser posicionado no alinhamento dos centros de gravidade da sapata e do pilar, como o recomendado, o mesmo se apoia sobre um dos cantos da sapata. Esse posicionamento gera uma diferença (distância) entre os centros de gravidade da sapata e do pilar denominado excentricidade. Devido a essa distância, a carga aplicada sobre o pilar gera um esforço de momento na estrutura. Sendo assim, o uso da viga alavanca se justifica pelo objetivo de se estabelecer o equilíbrio da estrutura novamente. A viga alavanca é uma viga executada entre as sapatas de canto e as intermediarias, ligando as duas e redistribuindo os esforços adicionais de momento para que a estrutura suporte o carregamento aplicado. A não utilização da viga alavanca gera acréscimo de tensão no solo que irá provocar deformações de intensidades variáveis que resultarão no recalque do solo e danificação da estrutura.
30- Definir o nucleo central de inercia para uma sapata circular com diametro “D”. A distribuição de tensões depende do ponto de aplicação da força vertical em relação á uma região especifica da seção, denominada núcleo central. A determinação do limite do NCI (K) é encontrada através da expressão k=0,125D( para sapata circular cheia), quando excentricidade (e) ≤ k toda a seção esta comprimida. Quando e > k, a linha neutra passa além do centro da seção e menos da metade da seção esta comprimida, gerando problema de instabilidade. Portanto, no máximo, e = k.
| 