Engenharia Civil

Cálculo Estrutural de Fundações em Concreto Armado

Para o cálculo estrutural de fundações em concreto armado é necessário que o projetista tenha acesso ao estudo geológico / geotécnico que permita a caracterização, do ponto de vista geomecânico, do solo de fundação da estrutura em concreto armado. Caso o projetista da estrutura de concreto, não tenha acesso aos resultados do estudo geotécnico do solo então, será necessário uma análise empirica / visual ao solo por forma a que sejam atribuidos os valores necessários para o cálculo estrutural das fundações. O projetista terá de atribuir um valor da tensão de segurança que irá utilizar no cálculo estrutural, valor esse que deverá ser confirmado na fase de obra.

À semelhança do que anteriormente foi falado, o projetista tambem terá que admitir, caso não exista estudo geotécnico do solo, a que cota se encontra o nivel freático do solo. O projetista pode considerar que, no caso de não existir estudo geotécnico, o nivel freático se encontra a uma cota abaixo da cota geral de fundação da estrutura. Neste caso não se considera o nivel freático no calculo estrutural das fundações, ficando-se assim tambem dispensando qualquer tipo de recolha de águas (para além da camada de enrocamento) ou impermeabilização.

Caso na análise, da envolvente do local, realizada pelo projetista se veifique que o nível freático facilmente poderá atingir a cota do piso térreo da estrutura, então existe a necessidade de para alem de se considerar os impulsos dos terrenos tambem se deve considerar os impulsos hidrostáticos para o cálculo estrutural em concreto armado das fundações. Em alguns casos e como consequência da possibilidade de um nível freático elevado, será necessário proceder á verificação do estado limite de flutuabilidade, verificação essa que deverá ser apresentada nos cálculos justificativos do projeto.

Como consequência destas hipóteses no cálculo estrutural, admite-se uma cota de fundação dos elementos estruturais que se devem-se encontrar representados nas peças desenhadas. Sendo essa cota meramente indicativa e só deverá servir de base para efeitos de medição da estrutura.
A cota real de implantação das fundações deverá ser adequada às condições que se venham a verificar em obra, nomeadamente as características do terreno e a cota de implantação das construções existentes.

Para o cálculo estrutural das fundações poderá ser adoptados uma solução de fundações do tipo directo ou rasas, constiuidas por sapatas de concreto armado encastradas no terreno a cerca de 1.00m abaixo do terreno natural. Estas poderão ser travadas entre si por vigas de fundação, abaixo da cota do pavimento térreo, de modo a solidarizar todo o conjunto da estrutura a este nível, para que esta tenha um melhor comportamento às acções horizontais (vento, sismo).

No caso de se optar por fundações indiretas ou profundas, estas devem ser constituidas por um maciço de encabeçamento e por estacas com a profundidade necessária até que seja encontrado solo firme ou com a profundidade necessária e desde que de acordo com o estudo geotécnico, caso este exista.

Como referido anteriormente, caso o terreno não apresente as características admitidas na fase do projeto do cálculo estrutural, durante a execução da obra, então todo o cálculo estrutural deverá ser revisto bem como a solução da fundações a utilizar

Cálculo Estrutural das Fundações

Para o calculo estrutural das fundações das estruturas em concreto armado é necessário contemplar diferentes distribuições do diagrama de pressões sob as fundações em função das acções que incidem sobre estas. No caso da sapata centrada com acção vertical e sem momento, poderá ser considerado um diagrama de distribuição de pressões rectangular e uniforme, caso a sapata seja centrada e com acção vertical e momentos, e no caso das sapatas de canto ou sapata excêntrica com acção vertical e/ou momentos, pode ser considerado um diagrama triangular ou trapezoidal, dependendo as suas dimensões da relação de excentricidades dos momentos.

No caso do  calculo estrutural das fundações com lintéis ou vigas de fundação. Quando existem duas sapatas que estão unidas por um lintel ou viga de fundação, poderá ser considerado para o cálculo, a análise do conjunto sapata viga de fundação independentemente de alguma sapata se encontrar também unida com qualquer outra mediante uma viga de fundação.

O conjunto de sapatas e lintel de fundação analisou-se como uma viga invertida, com acção contínua igual à resultante da pressão do terreno nas duas sapatas, e com apoios nos pilares, comprovando-se que a tensão face às duas sapatas não supere a tensão admissível do terreno.

No cálculo estrutural de sapatas conjuntas, o seu pré-dimensionamento poderá sêr realizado por forma a que a sapata possa ser analisada como rígida. Esta hipótese permite considerar uma tensão uniforme sobre o terreno, tanto nas zonas afastadas do terreno como nas zonas mais próximas.

No calculo estrutural das fundações das estruturas em concreto armado devem ser realizadas comprovações verificações no cálculo estrutural. Deverá ser verificada a resistência ao punçoamento da sapata, a verificação ao esforço transverso e a verificação à flexão.

Para a verificação da resistencia ao punçoamento da sapata deverá ser análisada a tensão tangencial produzida pelo esforço transverso numa área compreendida entre o bordo da sapata e uma linha à distância d/2 da face do pilar sendo a máxima tensão tangencial o valor da resistência ao esforço transverso do concreto.

Para a verificação da resistência ao esforço transverso da sapata, no cálculo estrutural, deverá ser análisada a tensão tangencial produzida pelo esforço transverso numa zona compreendida entre o bordo da sapata e uma linha à distância d da face do pilar, sendo a máxima tensão tangencial menor ou igual à resistencia do concreto armado ao esforço transverso.

No cálculo estrutural a verificação da resistência à flexão da sapata deverá ser análisada uma determinada secção de cálculo em relação ao pilar. O cálculo da armadura da sapata deverá ser realizado nessa secção e de forma a que não seja necessário armadura de compressão. A armadura minima a colocar em sapatas deve cumprir o estipulado na regulamentação em vigor.

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