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Este estudo visa o dimensionamento de las placas de fundação em concreto armado para edificações populares, considerando diferentes cenários de deformabilidade do solo e objetivando reduzir custos mantendo a segurança estrutural. Através do uso de programas computacionais e da norma nbr 6118/2014, foram analisadas diferentes espessuras de radier e coeficientes de recalque do solo, obtendo taxas de aço e volumes de concreto recomendados.
O que você vai aprender
Tipologia: Trabalhos
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Danilo Silva dos Santos (1); Lucas da Mata Rocha Menezes (2); Fernanda Gabriela Ferreira Ribeiro (3); Euler Wagner Freitas Santos (4); Rodolfo Santos da Conceição (5) (1) (^) Pesquisador; Instituto Federal de Sergipe, danilo_silva@outlook.com; (2) (^) Pesquisador; Instituto Federal de Sergipe, lucass. menezes@gmail.com; (3)^ Estudante; Instituto Federal de Sergipe, fernandagfribeiro@hotmail.com; (4)^ Professor; Instituto Federal de Sergipe, euler.wagner@ifs.edu.br; (5)^ ; Instituto Federal de Sergipe, rodolfo.aju@hotmail.com;
Resumo: Placas de fundação têm se mostrado al- ternativas economicamente viáveis em diversos cenários, entre eles o mercado de edificações po- pulares. No entanto, em nosso país, essas edifica- ções têm sido construídas sem maiores exigências técnicas e na ausência de profissionais habilitados. Este trabalho tem como objetivo o estudo do di- mensionamento das placas de fundação para essa categoria de edificações. O estudo contou com va- lores de carregamento e dimensões da superestru- tura características de edificações populares, porém com variações de parâmetros de deformabilidade do solo. Ao final, através da análise da taxa de aço das placas, são recomendados valores de espessura do radier e distância entre pilares tendo em vista sobretudo o fator custo.
Palavras-chave: Interação solo-estrutura. Radier. Construções populares.
Abstract: Raft foundation have been considered an economically viable alternative in several scenar- ios, among them the popular construction market. However, in our country, these buildings are built without major technical requirements and in the ab- sence of qualified professionals. This work aims to study the design of the foundation plates for this category of buildings. The study counted on load values and superstructure’s dimensions characteris- tics of popular buildings, yet with variations of soil deformability parameter. At the end, through the analysis of the plates’ steel rates, it is recommend- ed thickness values and distances between pillars, which can reduce costs.
Keywords: Soil-structure interaction. Raft founda- tion. Popular construction.
Acidentes estruturais têm ocorrido com frequ- ência no Brasil, a despeito da falta de ações extre- mas que são frequentes em outras nações, tais como terremotos, tufões, ciclones, tsunamis e até mesmo ações terroristas. Esses acidentes somados totali- zam dezenas de vítimas fatais e centenas de feridos, um histórico significativo que chama a atenção para a qualidade e segurança das construções brasileiras (SOUZA; ENAMI, 2009).
No estado de Sergipe, são recorrentes acidentes em edificações, a exemplo do acidente ocorrido em obra localizada no bairro Coroa do Meio, na cidade de Aracaju, em julho de 2014, o qual teve repercus- são nacional (NAVARRO, 2015). Além disso, é de se suspeitar que inúmeros acidentes estruturais sem vítimas fatais ocorram, porém sem algum registro formal. Em alguns casos, nem mesmo as autorida- des competentes chegam a tomar conhecimento dos fatos, tendo em vista o acobertamento imediato por parte dos proprietários/construtores, conforme cita- do por Souza e Enami (2009).
Principalmente em bairros carentes, a constru- ção de residências é feita pelos próprios moradores, sem a contratação de um profissional habilitado. Esta prática certamente leva a edificações sem o grau de segurança recomendados pelas normas bra- sileiras, gerando riscos com danos materiais e com consequências à integridade física dos moradores.
Assim, as estruturas das edificações populares são geralmente construídas com base apenas na experiência dos profissionais contratados para exe- cutar a obra, os quais, entretanto, limitam-se a re- petir obras executadas anteriormente. Muitas vezes
ocorrem superdimensionamentos ou subdimensio- namentos dos elementos estruturais, cuja execução carece de atenção a procedimentos relativos ao con- trole de qualidade dos materiais.
Segundo Caputo (1988), existem dois tipos de problemas fundamentais em projetos e execuções de fundações, que são: as deformações e a ruptura de uma massa de solo.
Em placas de fundação para edificações popula- res, as considerações sobre ruptura são certamente menos significativas que as de deformações, dado que os carregamentos são considerados baixos em
relação à área ocupada, o que acaba por diminuir a tensão transferida ao solo.
Em geral, para tensões baixas, o solo pode ser considerado como um material elasto-plástico. Isso significa que, com o aumento de carregamento, ele possui uma região elástica, seguida de uma região plástica antes da sua ruptura.
Na região elástica, a Lei de Hooke é válida, e, diante disso, Winkler (1867) sugeriu que o solo pode se comportar como uma série de molas elásticas com rigidez equivalente, como mostrado na Figura 1.
Argilas qu (KPa)
Faixa de Valores
Valor proposto
Riga 100 a 200
1600 a 3200 2400
Muito rija 200 a 400
3200 a 6400 4800
Dura >400 >6400 9600
Areias Faixa de Valores
Areia acima NA
Areia submersa
Fofas 600 a 1900
Medianamente compacta
1900 a 9600
Compacta 9600 a 3200
Tabela 1 - Valores de kv (tf/m³)
Fonte: Terzaghi (1955) apud Antoniazzi (2011)
Figura 1 - Representação de apoio elástico sob placa de fundação
A equação a seguir expressa a relação de Winkler:
P = kv. d
Nela, P é a tensão aplicada, d é o deslocamento e kv é o coeficiente de recalque ou de reação vertical que pode ter como unidade kgf/cm³ ou tf/m³.
Ainda que bastante válido, o modelo de Winkler é uma simplificação, pois não leva em conta o efeito da continuidade do solo. Antoniazzi (2011) salienta que o módulo de reação kv não constitui uma pro- priedade do solo, mas está atrelado a diversos fato- res como a forma e a dimensão da fundação, o tipo de construção e flutuações de carregamento.
No entanto, é possível determinar o valor de kv, através de ensaio de placa ou de valores típicos que levam em consideração a natureza do solo. Há ainda algumas correlações com o módulo de elasticidade do solo. A Tabela 1 apresenta os valores de kv em tf/ m³ tal como proposto por Terzaghi (1955), sendo qu a resistência à compressão não-drenada.
L (m) h (cm) Conc. (m³)
Assim, foram então registrados os valores quan- titativos de aço para diferentes classes de resistên- cia do concreto, sendo elas: C25 e C30.
Optou-se por não realizar otimização da armadu- ra das placas de fundação, uma vez que se observou pouca interferência nos resultados objeto de análise desse estudo.
A seguir, são apresentados os gráficos com as taxas de aço, em kgf/m^3 , em função da variação do vão L e da espessura do radier para as estruturas analisadas, com a variação dos coeficientes de re- calque do solo (100 tf/m³, 500 tf/m³, 1000 tf/m³ e 2000 tf/m³).
Figura 3 - Taxas de aço para radier C25 e coeficiente de reação de 100 tf/m³
Figura 4 - Taxas de aço para radier C25 e coeficiente de recalque de 500 tf/m³
Tabela 3 - Volume de concreto da placa de fundação em função da espessura (h) e valor (L)
Figura 5 - Taxas de aço para radier C25 e coeficiente de recalque de 1000 tf/m³.
Figura 6 - Taxas de aço para radier C25 e coeficiente de recalque de 2000 tf/m³
Figura 7 - Taxas de aço para radier C30 e coeficiente de reação de 100 tf/m³
Figura 8 - Taxas de aço para radier C30 e coeficiente de recalque de 500 tf/m³
Figura 9 - Taxas de aço para radier C30 e coeficiente de recalque de 1000 tf/m³
Figura 10 - Taxas de aço para radier C30 e coeficiente de recalque de 2000 tf/m³