Verificação normativa de bloco de betão de acordo com as normas indianas
Betão ao esmagamento
Estão disponíveis duas opções para a verificação do betão ao esmagamento:
- De acordo com IS 800, Cl. 7.4
- De acordo com IS 456, Cl. 34.4
Betão ao esmagamento verificado de acordo com IS 800, Cl. 7.4
A pressão máxima de esmagamento não deve exceder a resistência ao esmagamento igual a \(0.6 f_{ck}\), onde \(f_{ck}\) é a resistência característica cúbica do betão. Assume-se que a resistência da calda de cimento é superior à da fundação em betão. A Cl. 7.4.3.1 fornece a fórmula para a espessura mínima das bases de colunas:
\[ t_s = \sqrt{2.5 w c^2 \gamma_{m0} / f_y} > t_f \]
onde:
- \(w\) – pressão uniforme aplicada por baixo na placa de base sob a força de compressão axial de cálculo
- \(c\) – sobreposição da base da coluna em relação à coluna
- \(f_y\) – tensão de cedência da base da coluna
- \(t_f\) – espessura do banzo da coluna
- \(\gamma_{m0} = 1.1\) – coeficiente parcial de segurança para a resistência governada pela cedência – IS 800, Tabela 5; editável na configuração normativa
A fórmula pode ser reescrita para determinar a sobreposição com a hipótese de que \(w = 0.6 f_{ck}\):
\[ c = t_s \sqrt{\frac{f_y}{1.5 f_{ck} \gamma_{m0}}} \]
A área \(A_{c,eff}\) é determinada pelo afastamento da área da secção transversal da coluna (com enrijecedores) que intersecta a placa de base pela sobreposição \(c\). Outra área, \(A_{FEM,eff}\), determina a área em contacto entre a placa de base e a fundação em betão (calda de cimento) por análise de elementos finitos. A área que resiste às forças de compressão, \(A_{eff}\), é a interseção destas duas áreas, \(A_{c,eff}\) e \(A_{FEM,eff}\). Assume-se uma resistência ao esmagamento de \(0.6 f_{ck}\) nesta área \(A_{eff}\) no estado limite último.
A verificação do betão ao esmagamento é realizada sob a forma de tensões:
\[ \sigma_c \le w \]
onde:
- \(\sigma_c = \frac{N_c}{A_{eff}}\) – tensão média de esmagamento abaixo da placa de base
- \(N_c\) – força de compressão
- \(w = 0.6 f_{ck}\) – resistência ao esmagamento do betão
Betão ao esmagamento verificado de acordo com IS 456, Cl. 34.4.
A pressão máxima de esmagamento não deve exceder a resistência ao esmagamento igual a \(0.45 f_{ck} \cdot \min \left \{ \sqrt{\frac{A_1}{A_2}}, \, 2 \right \} \), onde:
- \(f_{ck}\) – resistência característica cúbica do betão; assume-se que a resistência da calda de cimento é superior à da fundação em betão
- \(A_1\) – área de apoio considerada como a área da base inferior do maior tronco de pirâmide ou cone contido inteiramente na fundação, tendo como base superior a área efetivamente carregada e com inclinação lateral de um vertical para dois horizontal
- \(A_2\) – área de esmagamento determinada por análise de elementos finitos (igual a \(A_{FEM,eff}\))
A verificação do betão ao esmagamento é realizada sob a forma de tensões:
\[ \sigma_c \le w \]
onde:
- \(\sigma_c = \frac{N_c}{A_{2}}\) – tensão média de esmagamento abaixo da placa de base
- \(N_c\) – força de compressão
- \(w = 0.45 f_{ck} \cdot \min \left \{ \sqrt{\frac{A_1}{A_2}}, \, 2 \right \}\) – resistência ao esmagamento do betão
Transferência de corte
Assume-se que a ação de corte na placa de base é transferida da coluna para a fundação em betão por:
- Atrito entre a placa de base e o betão/calda de cimento
- Chaveta de corte
- Parafusos de ancoragem