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Verificações

Além da armadura de tirante, o bloco precisa passar em verificações que o modelo de bielas não resolve sozinho.


Rigidez do bloco

A classificação entre rígido e flexível não é nomenclatura: ela decide qual formulação vale.

A NBR 6118 (22.7.1) define que os blocos "podem ser considerados rígidos ou flexíveis por critério análogo ao definido para sapatas". Na direção considerada:

\[ h \ge \frac{A - a_p}{3} \]

onde \(h\) é a altura do bloco, \(A\) a dimensão do bloco naquela direção e \(a_p\) a dimensão do pilar na mesma direção.

Um critério equivalente e mais direto de usar: o bloco pode ser considerado rígido quando o ângulo da biela for maior ou igual a 45°.

O que a norma diz sobre cada comportamento

Bloco rígido (22.2.7.1) — o comportamento estrutural é caracterizado por:

  • trabalho à flexão nas duas direções, usualmente simulado por bielas e tirantes, 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 o diâmetro da estaca;
  • forças transmitidas do pilar para as estacas essencialmente por bielas de compressão, de forma e dimensões complexas;
  • trabalho ao cisalhamento também em duas direções, não apresentando ruínas por tração diagonal, e sim por compressão das bielas, analogamente às sapatas.

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, do cisalhamento, até a necessidade da verificação da punção".

Comportamento Modelo aplicável
Rígido Bielas e tirantes — Blévot ou MBT
Flexível Viga à flexão — PCX

Na fronteira, calcule dos dois jeitos

Um bloco esbelto calculado como rígido tem a armadura subestimada: a biela que o modelo supõe não chega a se formar, e o que acontece de fato é flexão.

Se a armadura de flexão resultar maior que a de tirante, é ela que deve prevalecer — a diferença mede o quanto o bloco já não se comporta como rígido.


Nós de compressão

Os nós são os pontos em que as bielas se encontram: sob o pilar e sobre cada estaca. É neles que a tensão é máxima — e os dois têm limites diferentes.

Tipo Limite NBR 6118
Sob o pilar CCC — só compressão \(f_{cd1} = 0{,}85\,\alpha_{v2}\,f_{cd}\)
Sobre a estaca CCT — duas compressões e uma tração \(f_{cd3} = 0{,}72\,\alpha_{v2}\,f_{cd}\)

com \(\alpha_{v2} = 1 - f_{ck}/250\).

No MBT essa verificação é o próprio critério que define a profundidade de espraiamento. Em Blévot, os limites são outros — \(\alpha_{lim} K_R f_{cd}\), com \(\alpha_{lim}\) de 1,4 a 2,1 conforme o número de estacas —, estabelecidos pelos próprios ensaios dos autores.

Nó reprovado não se resolve com armadura

Se a tensão supera o limite, o concreto está esmagando. Acrescentar aço não muda nada: o caminho é aumentar a altura do bloco, ampliar a seção do pilar ou subir o \(f_{ck}\).

Os limites da norma não consideram confinamento

\(f_{cd1}\) e \(f_{cd3}\) foram estabelecidos para elementos planos. Um bloco é tridimensional, e o confinamento gerado pelo detalhamento em gaiola aumenta substancialmente a resistência do concreto — Blévot mediu bielas rompendo a mais de 150 % da resistência média.

Por isso esses limites são conservadores quando aplicados a blocos. É uma conservação conhecida e aceita, não um erro.


Punção

A punção é o risco de o pilar perfurar o bloco, arrancando um tronco de cone de concreto.

Em bloco rígido bem proporcionado, ela não governa

As bielas comprimidas não apresentam risco de ruptura por punção desde que a inclinação fique no intervalo \(40^\circ \le \alpha \le 55^\circ\) — exatamente a faixa que delimita a altura útil em Blévot.

É coerente com o que a norma diz do bloco rígido: ele não rompe por tração diagonal, e sim por compressão das bielas.

A punção passa a importar à medida que o bloco se aproxima do comportamento flexível — e a própria NBR 6118 cita a "necessidade da verificação da punção" justamente ao tratar do bloco flexível.

A tensão resistente no contorno \(C_1\), definido pelo perímetro do pilar contido no bloco, segue a analogia com lajes:

\[ \tau_{Rd} = 0{,}27\,\alpha_{v2}\,f_{cd} \qquad\qquad \tau_{Sd} = \frac{P}{C_1\,d} \]

Cisalhamento

Em bloco rígido, o cisalhamento é absorvido pelas bielas — a norma é explícita ao dizer que não há ruína por tração diagonal.

Em bloco flexível calculado como viga — recurso do PCX — o cortante é verificado com critério de viga, e a armadura transversal é dimensionada quando a reação supera a parcela resistida pelo concreto.


Ancoragem do tirante

Decisiva, e frequentemente subestimada: o tirante só existe se estiver ancorado. Um tirante que termina antes do eixo da estaca é uma barra solta na base do bloco.

A NBR 6118 (22.7.4.1.1) prescreve que as barras se estendam de face a face do bloco, terminem em gancho nas duas extremidades, e que a ancoragem seja medida a partir das faces internas das estacas.

É o que inviabiliza muitos blocos flexíveis

A ancoragem da armadura do pilar dentro do bloco é uma das verificações mais importantes para o funcionamento estrutural, e é um dos principais fatores que inviabilizam o dimensionamento de blocos flexíveis — o bloco baixo simplesmente não tem altura para ancorar o arranque do pilar.

A própria altura mínima do bloco rígido tem esse segundo condicionante: \(d > \ell_{b,\phi,pil}\).


Fendilhamento

A NBR 6118 (22.7.3) determina que, na região de contato entre o pilar e o bloco, os efeitos de fendilhamento devem ser considerados.

O PCO não verifica fendilhamento

A armadura que costura o espalhamento da compressão sob o pilar não está implementada. Em bloco sobre uma estaca ela é a armadura principal — e ali o programa não se aplica.

Nos demais casos, calcule-a à parte e registre na memória.


Limites de validade

Faixa de aplicação

  • As verificações cobrem estado limite último. Fissuração e deformação em serviço não são verificadas.
  • Fendilhamento e cintamento não estão contemplados.
  • Situações transitórias — bloco durante a concretagem, arrasamento das estacas — estão fora do escopo.
  • A verificação de nós pelo campo de tensões exige o modelo em elementos finitos resolvido. Sem ele, a checagem recai nas áreas idealizadas do modelo de bielas, que supõem distribuição uniforme onde há concentração.