Maciços de encabeçamento de estacas

O programa calcula maciços de encabeçamento de betão armado, sobre estacas de secção quadrada ou circular de acordo com as seguintes tipologias:

 Maciço de 1 estaca (A).

 Maciço de 2 estacas (B).

 Maciço de 3 estacas (C).

 Maciço de 4 estacas (D).

 Maciço linear. Pode escolher o número de estacas. Por defeito são 3 (B).

 Maciço rectangular. Pode escolher o número de estacas. Por defeito são 9 (D).

 Maciço pentagonal sobre 5 estacas (C).

 Maciço pentagonal sobre 6 estacas (C).

 Maciço hexagonal sobre 6 estacas (C).

 Maciço hexagonal sobre 7 estacas, uma central (C).

2.26.1. Critérios de cálculo

Os maciços tipo A baseiam-se no modelo de cargas concentradas sobre maciços. Armam-se com estribos verticais e horizontais (opcionalmente com diagonais).

Os maciços tipo B baseiam-se em modelos de bielas e tirantes. Armam-se como vigas, com armadura longitudinal inferior, superior e alma, além de estribos verticais.

Os maciços tipo C baseiam-se em modelos de bielas e tirantes. Podem-se armar com vigas laterais, diagonais, malhas inferiores e superiores, e armadura perimetral de vigas de bordo.

Os maciços tipo D baseiam-se em modelos de bielas e tirantes. Podem-se armar com vigas laterais, diagonais (salvo o rectangular), malhas inferiores e superiores.

A verificação do maciço consiste em verificar os aspectos geométricos e mecânicos com dimensões e armadura definidas. Podem-se definir ou não cargas.

O dimensionamento necessita de cargas e a partir de dimensões mínimas que o programa considera (dimensionamento completo), ou de dimensões iniciais que o utilizador fornece (dimensões mínimas), obtém-se uma geometria e armaduras de acordo com a norma e opções definidas.

Sendo a norma EHE-98 a que maior informação e análise fornece para o cálculo de maciços, adoptou-se como norma básica para os maciços, sempre rígidos. Sempre que seja possível consideram-se outras normas tais como a ACI-318/95, CIRSOC, NB-1, EH-91; bibliografia técnica como o livro de ‘Estruturas de

cimentación’ de Marcelo da Cunha Moraes e critérios CYPE. Nas listagens de verificação faz-se referência à

norma aplicada e artigos.

2.26.2. Convenção de sinais

Fig. 2.61

2.26.3. Considerações de cálculo e geometria

Ao definir um maciço, é necessário também indicar as estacas, tipo, número e posição. Um dos dados da estaca é a sua capacidade de carga, isto é, a carga de serviço que é capaz de suportar, valor não majorado. Previamente, será necessário calcular a carga que as estacas recebem, que serão o resultado de considerar o peso próprio do maciço, as acções exteriores e a aplicação da fórmula clássica de Navier:

P N

n st s ∑ y y ∑ y com as combinações para estados limites de utilização.

Compara-se a estaca mais carregada com a sua capacidade de carga e se a superar, emite-se um aviso. Quando se define uma estaca, pede-se a distância mínima entre estacas. Este dado deve ser fornecido pelo utilizador (valor por defeito 1.00 m) em função do tipo de estaca, diâmetro, terreno, etc.

Ao definir um maciço de mais de uma estaca, devem-se definir as distâncias entre eixos de estacas (1.00 m por defeito). Verifica-se que essa distância seja superior à distância mínima.

A verificação e dimensionamento de estacas baseia-se na carga máxima da estaca mais carregada.

Se se pretender que todos os maciços de uma mesma tipologia tenham uma geometria e armadura tipificados para um mesmo tipo de estaca, dispõe-se de uma opção em maciços, Cargas por estaca, que ao ser activada permite unificar os maciços.

Define-se um coeficiente de majoração da capacidade de carga denominado Coeficiente de aproveitamento da estaca (1.5 por defeito). Se não se quiser considerar toda a capacidade de carga da estaca, pode-se definir uma percentagem da mesma, designada por Fracção de cargas de estacas, variável entre 0 e 1 (1 por defeito). Neste caso, o programa determinará o máximo entre o valor anterior, que é função da capacidade de carga, e o máximo das estacas pelas cargas exteriores aplicadas.

Em relação aos esforços, realizam-se as seguintes verificações:

 Tracções nas estacas: tracção máxima  10% compressão máxima.

 Momentos flectores: será necessário dispor vigas de equilíbrio.

 Esforços transversos excessivos: se o esforço transverso superar 3% do esforço axial é conveniente colocar estacas inclinadas.

 Torções, se existirem definidas nas cargas.

Se se introduzirem vigas de equilíbrio, estas absorvem os momentos na direcção em que actuam. Em maciços de 1 estaca são sempre necessárias em ambas as direcções. Em maciços de 2 estacas e lineares são necessárias na direcção perpendicular ao alinhamento das estacas. Nestes casos dimensiona-se a viga de equilíbrio para um momento adicional de 10% do esforço axial.

O programa não considera nenhuma excentricidade mínima ou construtiva para maciços de 3 ou mais estacas, embora seja habitual considerar para prevenir implantações incorrectas das estacas ou do próprio maciço. Sugere-se que se revejam os esforços.

Se actuar mais do que uma viga de equilíbrio, na mesma direcção, o momento distribuir-se-á proporcionalmente pelas suas rigidezes.

Efectuam-se as seguintes verificações:

 Elementos de suporte muito separados.

 Elementos de suporte não definidos.

 Consola mínima, do perímetro da estaca.

 Consola mínima, do eixo da estaca.

 Consola mínima, do pilar.

 Largura mínima da estaca.

 Capacidade de carga da estaca. Verificações particulares:

 Para cada tipo de maciço realizam-se verificações geométricas e mecânicas. Recomenda-se que se realize um exemplo de cada tipo e se obtenha a listagem de verificação, para verificar todas e cada uma das verificações realizadas, avisos emitidos e referências aos artigos da norma ou critério utilizado pelo programa.

 Dos maciços podem-se obter listagens dos dados introduzidos, medição dos maciços, tabela de estacas e listagem de verificação.

 Quanto aos desenhos, poder-se-á obter graficamente a geometria e armaduras obtidas, assim como um quadro de medição e resumo.

Como se mencionou anteriormente, é possível definir vários elementos de suporte num mesmo maciço, tipo pilar ou parede, pelo que se impuseram algumas restrições geométricas em forma de aviso quanto às distâncias dos elementos de suporte ao bordo ou às estacas.

Quando existem vários elementos de suporte sobre um maciço, obtém-se a resultante de todos eles aplicada ao centro do maciço e utiliza-se o método de bielas e tirantes, supondo o maciço rígido, pelo que se deve avaliar a validade deste método.