Projeto de fundações por sapatas rígidas dimensionadas por software estrutural verificado por metodologia manual

Abstract

O tema deste Trabalho de Conclusão de Curso é executar um projeto de fundações de sapatas rígidas, considerando o dimensionamento geotécnico e estrutural. O principal objetivo é fazer o dimensionamento de 18 sapatas rígidas isoladas por método computacional com uso de software estrutural, fazendo a verificação, por meio de comparação com a metodologia manual, com emprego de soluções tradicionais de dimensionamento. O método computacional é realizado através do software estrutural TQS, versão 21, modo estudantil, no aplicativo interno TQS Fundações. O estudo da metodologia manual foi feito a partir da elaboração de planilha eletrô- nica para facilitar os cálculos. Por tratar-se de um software estrutural, o dimensionamento geotécnico (determinação das tensões admissíveis e recalques) deve ser feito em paralelo. Embora o software seja automatizado, foi necessário informar a tensão admissível do solo, sendo esta obtida a partir da média das tensões admissíveis determinadas pela metodologia manual. A média das tensões foi utilizada justamente por não se conhecer os locais reais das localizações dos ensaios SPT, caso existisse esta informação o correto seria utilizar valores com ponderação com relação à distância das sapatas aos furos do ensaio de SPT. Inicialmente foi feita a análise do comportamento do solo, com o objetivo de determinar os parâmetros a partir de ensaios de simples reconhecimento (SPT). Depois, foi realizado o cálculo das tensões admissíveis no solo por métodos teórico e semiempíricos. Além disso, a determinação dos recalques, necessários para a verificação do estado limite de serviços (ELS), foi feito pela metodologia manual. Após o dimensionamento geotécnico, foi feito o dimensionamento estrutural pelas duas metodologias (software e manual) seguindo as verificações exigidas em normas como NBR 6118 (ABNT, 2014) e NBR 6122 (ABNT, 2019). No comparativo das duas metodologias, verificou-se as áreas das fundações e as áreas de aço calculadas e utilizadas, bem como os quantitativos de material (volume de concreto e peso de aço). Pelas análises, verifica-se que as áreas das funda- ções e de aço são equivalentes em ambas as metodologias, validando a aplicação do software. A diferença entre o volume de concreto foi de 3,17%, sendo a maior quantidade de concreto registrada pela metodologia analítica. Em termos de somatório de seção e de massa de aço empregada, a maior quantidade de aço foi registrada pelo software e a diferença foi de 5,38% e 27%, com relação aos métodos manuais. Ao final é apresentada a concepção do projeto (detalhamento) efetuado pelo software.

The theme of this study is the design of rigid foundations, considering geotechnical and structural aspects. The main objective is the design of 18 footings using structural software, verifying by comparison manual method. The computational method is performed using the structural software TQS, version 21, student license, using its “TQS Fundações” module. The manual method was carried out with electronic spreadsheet to facilitate processes. The software, since it primarily for structural design, geotechnical design must be prepared outside the software. Although the software is fully functional, it was necessary to inform the admissible soil strength, which is obtained from the arithmetic mean of values determined by manual methodology. The manual methodology begins with the analysis of the soil behavior, with the objective of determining, from Standard Penetration Test (SPT), the soil parameters. After that, the admissible soil strength is calculated based on theorical and semiempirical methods. Moreover, the vertical deformation, used to verify the service state limit (SSL), was carried out only with the manual methodology. Finally, the structural design, validation was made based on the standards NBR 6118 (2014) and NBR 6122 (ABNT, 2019). The comparison of the two methods, Computational and Manual, was made by verifying the base area of the footings and the section area of steel in the quantitatives (concrete volume and steel weight). The area of footings and of section steel were considered almost equal, validating the use of the software. The difference between the concrete volume between the methods was 3.7%, Manual method being slightly higher. The difference between steel section area and weight in the two methods were 5,38% and 27%, respectively, Computational method being higher. The details of the design, made by the software, are presented.