Geotecnia

Calculadora de dimensão de sapata (área de apoio)

Uma sapata isolada distribui a carga do pilar por solo suficiente para que a pressão de apoio fique abaixo do valor admissível. Informe a carga de serviço e a pressão admissível de apoio para obter a área da sapata e o lado de uma sapata quadrada. Apenas para estimativa; um PE deve fazer o projeto.

Área de sapata necessária  ft²
Lado da sapata quadrada  ft
Lado da sapata quadrada  in

Fórmula

Área necessária A = P ÷ qa, em que P é a carga sem fatores (de serviço) em lb e qa é a pressão admissível no solo em psf. Lado de uma sapata quadrada = √A. Valores presumidos da tabela IRC R401.4.1: 1,500 psf para argila, argila arenosa, argila siltosa e silte argiloso; 2,000 psf para areia, areia siltosa, areia argilosa, cascalho siltoso e cascalho argiloso; 3,000 psf para cascalho arenoso e cascalho; 4,000 psf para rocha sedimentar; 12,000 psf para rocha cristalina.

Exemplo resolvido

Um pilar que transmite 30,000 lb a uma areia siltosa (2,000 psf presumidos): A = 30,000 ÷ 2,000 = 15.0 ft². Lado = √15 = 3.87 ft, cerca de 46.5 in, então arredonde para uma sapata de 4 ft por 4 ft.

Premissas e limitações

  • Ignora o peso da sapata e do solo sobrejacente, o que reduz a capacidade líquida; some-o a P para uma estimativa mais próxima.
  • Apenas carga concêntrica; cargas excêntricas, momentos, recalque, profundidade de congelamento e puncionamento (punching shear) não são verificados.
  • Os valores presuntivos se aplicam somente onde o fiscal de obras os aceita; caso contrário, prevalece o laudo geotécnico.
  • Apenas para estimativa. Um Professional Engineer (PE) licenciado deve projetar e carimbar qualquer elemento estrutural, de fundação ou de segurança da vida.

Perguntas frequentes

O que é a pressão admissível de apoio?

A pressão que o solo pode suportar, com fator de segurança adequado contra a ruptura por capacidade de carga e sem recalque excessivo. Vem de uma investigação geotécnica ou dos valores presuntivos do código.

Posso usar 2,000 psf sem um ensaio de solo?

Pelo IRC, o responsável pela obra pode aceitar valores presumidos, e 1,500 psf costuma ser assumido quando o tipo de solo é desconhecido. Solos expansivos, orgânicos ou de aterro exigem investigação.

Qual deve ser a espessura de uma sapata corrida?

A espessura é governada pelo cisalhamento de punção (one-way e two-way) pela ACI 318 e pelo desenvolvimento da armadura. O mínimo da IRC para sapatas de concreto simples é de 6 in, mas sapatas de pilares costumam ser mais espessas.

Fontes