Conforme a NBR 61181 , item 22.7: “Blocos são estruturas de volume usadas para transmitir às estacas e aos tubulões as cargas de fundação, podendo ser considerados rígidos ou flexíveis por critério análogo ao definido para sapatas.
Os blocos sobre estacas podem ser para 1, 2, 3... e teoricamente para n estacas, dependendo principalmente da capacidade da estaca e das características do solo. Blocos sobre uma ou duas estacas são mais comuns em construções de pequeno porte, como residências térreas e de dois pavimentos (sobrado), galpões, etc., onde a carga vertical proveniente do pilar é geralmente de baixa intensidade. Nos edifícios de vários pavimentos, como as cargas podem ser altas (ou muito altas), a quantidade de estacas é geralmente superior a duas.
Há também o caso de bloco assente sobre um tubulão2 , quando o bloco atua como elemento de transição de carga entre o pilar e o fuste do tubulão (Figura 1).
COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DOS BLOCOS RÍGIDOS
Conforme a NBR 6118 (item 22.2.7.1), o comportamento estrutural dos blocos rígidos é caracterizado por:
COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DOS BLOCOS RÍGIDOS
Conforme a NBR 6118 (item 22.2.7.1), o comportamento estrutural dos blocos rígidos é caracterizado por:
a) “trabalho à flexão nas duas direções, mas com trações essencialmente concentradas nas linhas sobre as estacas (reticulado definido pelo eixo das estacas, com faixas de largura igual a 1,2 vez seu diâmetro);
b) forças transmitidas do pilar para as estacas essencialmente por bielas de compressão, de forma e dimensões complexas;
c) trabalho ao cisalhamento também em duas direções, não apresentando ruínas por tração diagonal, e sim por compressão das bielas, analogamente às sapatas.”
A NBR 6118 também apresenta o bloco flexível: “Para esse tipo de bloco deve ser
realizada uma análise mais completa, desde a distribuição dos esforços nas estacas, dos tirantes
de tração, até a necessidade da verificação da punção.”
MODELOS DE CÁLCULO
A NBR 6118 descreve (item 22.7.3) que “Para cálculo e dimensionamento dos blocos, são
aceitos modelos tridimensionais lineares ou não lineares e modelos biela-tirante
tridimensionais.” E que na “região de contato entre o pilar e o bloco, os efeitos de fendilhamento
devem ser considerados, conforme requerido em 21.2, permitindo-se a adoção de um modelo de
bielas e tirantes para a determinação das armaduras.
No modelo de bielas e tirantes, a biela é a
representação do concreto comprimido e o tirante das armaduras tracionadas.
E sempre que houver forças horizontais significativas ou forte assimetria, o modelo deve
contemplar a interação solo-estrutura.”
No Brasil, os modelos de cálculo mais utilizados para o dimensionamento dos blocos sobre
estacas são o “Método das Bielas” (Blévot, de 1967), o método do CEB-70 e nos últimos anos
modelos tridimensionais de bielas e tirantes. Os métodos, das Bielas e do CEB-70, devem ser
aplicados apenas nos blocos rígidos. No caso de blocos flexíveis, são aplicados métodos clássicos
aplicáveis às vigas ou às lajes.
MÉTODO DAS BIELAS
O Método das Bielas admite como modelo resistente, no interior do bloco, uma “treliça
espacial”, para blocos sobre várias estacas, ou plana, para blocos sobre duas estacas.
As forças
atuantes nas barras comprimidas da treliça são resistidas pelo concreto e as forças atuantes nas
barras tracionadas são resistidas pelas barras de aço (armadura).
A principal incógnita é
determinar as dimensões das bielas comprimidas, resolvida com as propostas de Blévot (1967).
O Método das Bielas é recomendado quando:
a) o carregamento é quase centrado, comum em edifícios. O método pode ser empregado para
carregamento não centrado, admitindo-se que todas as estacas estão com a maior carga, o que
tende a tornar o dimensionamento antieconômico;
b) todas as estacas devem estar igualmente espaçadas do centro do pilar.
O Método das Bielas é o método simplificado mais empregado, porque:
a) tem amplo suporte experimental (116 ensaios de Blévot, entre outros);
b) ampla tradição no Brasil e Europa;
c) modelo de treliça é intuitivo.
BLOCO SOBRE UMA ESTACA
No caso de pilares com dimensões próximas à dimensão da estaca, o bloco atua como em
um elemento de transferência de carga, necessário por razões construtivas, para a locação correta
dos pilares, chumbadores, correção de pequenas excentricidades da estaca, uniformização da
carga sobre a estaca, etc.
São colocados estribos horizontais fechados para o esforço de fendilhamento e estribos
verticais construtivos.
Geralmente, por simplicidade, adotam-se para os estribos verticais, nas duas direções do
bloco, áreas iguais à armadura principal As (estribos horizontais).
Para edifícios de pavimentos, onde a carga sobre o bloco não é baixa, a dimensão A do
bloco pode ser tomada como: A = e + 2 ∙ 10 cm, ou 15 cm ao invés de 10 cm,
dependendo da carga vertical, diâmetro e capacidade da estaca, etc. Sendo a estaca circular o
bloco resulta quadrado em planta, com B = A.
Para construções de pequeno porte, com cargas baixas sobre o bloco (casas, sobrados,
galpões, etc.): A = e + 2 ∙ 5 cm. Exemplo: pilarete de sobrado, e = 20 cm, resulta o bloco 30 x
30 cm de dimensões em planta.
Neste caso, o pilarete sobre o bloco deve ter dimensão
máxima ≤ 25 cm. Para pilaretes com dimensões maiores, deve-se aumentar as dimensões do
bloco. A altura d do bloco pode ser estimada entre e e 1,2e . Para o
exemplo resulta: 1,2e = 1,2 . 20 = 24 cm, e h = 24 + 5 = 29 cm, podendo adotar h = 30 cm.
BLOCO SOBRE DUAS ESTACAS
(Método das Bielas - Blévot)3
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