O dimensionamento de fundações pode geralmente ser dividido em duas partes: dimensionamento geotécnico e dimensionamento em betão armado. O dimensionamento geotécnico centra-se na interação entre a sapata e o solo de suporte. Inclui a verificação da tensão de contacto no solo, bem como as verificações de levantamento, derrubamento e deslizamento, utilizando o dimensionamento por tensões admissíveis (ASD). O dimensionamento em betão armado inclui o dimensionamento à flexão, ao corte longitudinal, ao corte por punçoamento e a pormenorização das armaduras de acordo com o dimensionamento por resistência (LRFD).
Modelação da sapata isolada
Antes de se poder definir uma fundação, é necessário atribuir um apoio nodal ao pilar. Estão disponíveis vários tipos de fundação no menu pendente (Imagem 2). Para a norma ACI, atualmente apenas é suportada a sapata isolada. Os restantes tipos de fundação estarão disponíveis em versões futuras. As dimensões da sapata, o recobrimento e as armaduras são especificados nos separadores seguintes.
No separador Armaduras da laje, são definidos o diâmetro e o espaçamento dos varões da armadura. O número resultante de varões de armadura é apresentado na disposição da armadura (Imagem 2).
No separador Propriedades do solo, são especificados o nível freático e o aterro (Imagem 3). Os materiais de solo disponíveis servem principalmente como modelos, permitindo que propriedades como o peso volúmico e o ângulo de atrito sejam modificadas conforme necessário.
No separador Configurações geotécnicas, podem ser especificadas a tensão admissível bruta do solo e o coeficiente de atrito (Imagem 4).
Exemplo
O Exemplo de Fundação 4 do Manual de Dimensionamento de Betão ACI [3] é utilizado para verificar os resultados obtidos a partir do modelo RFEM. O exemplo considera uma sapata retangular isolada medindo 5,5 pés × 10,0 pés × 2,833 pés que suporta um pilar quadrado de 18 polegadas.
A base da sapata está localizada 4 pés abaixo do terreno acabado, resultando numa altura de aterro de:
4,0 pés − 2,833 pés = 1,167 pés
A opção de incluir o aterro está disponível no separador Casos de carga (Imagem 5), enquanto a altura do aterro é introduzida no separador Propriedades do solo (Imagem 3).
Este exemplo foca-se apenas na combinação de carga condicionante D + L + W, utilizando a tensão admissível do solo líquida fornecida de 8.000 psf. No RFEM, é especificada a tensão admissível do solo bruta porque esta é mais comum nos relatórios geotécnicos atuais.
As cargas aplicadas, as propriedades dos materiais e a disposição das armaduras são apresentadas na Imagem 6.
Para o dimensionamento geotécnico, o exemplo ACI assume uma tensão admissível do solo aumentada utilizando a combinação de carga D + L + 0,6W, onde as cargas de sobrecarga e vento não são reduzidas pelo fator 0,75 tipicamente aplicado às combinações de carga ASD. Para corresponder ao exemplo ACI, é por isso criada uma combinação de carga definida pelo utilizador no RFEM.
Resultados
Após executar o cálculo das Fundações de Betão, os resultados são apresentados na tabela Rácios de dimensionamento nos nós. As verificações da armadura mínima de flexão são apresentadas na tabela Armadura na fundação, enquanto o separador Armadura não coberta por nó resume quaisquer locais com armadura insuficiente (Imagem 7).
O detalhe da verificação de dimensionamento inclui as equações regulamentares e referências às disposições correspondentes do ACI 318 (Imagem 8).
Os resultados do Manual de Dimensionamento de Betão ACI e do RFEM estão resumidos na tabela apresentada na Imagem 9.
Conclusão
O módulo Fundações de Betão permite o dimensionamento de sapatas retangulares isoladas de acordo com ACI 318 e IBC no RFEM 6. O exemplo de verificação demonstra uma estreita concordância entre os resultados do RFEM e o Manual de Dimensionamento de Betão ACI, confirmando a precisão dos procedimentos de dimensionamento geotécnico e de betão armado implementados. Com verificações integradas para tensão de contacto, estabilidade, flexão e corte, o módulo fornece um fluxo de trabalho eficiente para o dimensionamento de sapatas isoladas, enquanto funcionalidades adicionais como comprimento de amarração e dimensionamento de esperas estão previstas para versões futuras. Juntamente com as suas capacidades de dimensionamento de barras e placas de base, o RFEM 6 proporciona um fluxo de trabalho completo para dimensionar toda a estrutura num único modelo.
