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:
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.
| Nó | 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:
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.