A teoria do núcleo central de inércia é utilizada em duas situações principais: Análise de regiões em que os materiais não resistem a tração e determinação de regiões transversais em que a carga de compressão esteja eficazmente comprimindo a seção transversal. Na análise de sapatas utilizamos a segunda análise com a utilização dos conceitos para um retângulo. A seguir será discutido mais detalhes sobre essa abordagem.
Figura 1 – Núcleo central de inércia em sapatas
Quando temos uma carga centrada, com momentos fletores ou forças horizontais de pequena escala, na maioria das vezes o centro de carga das sapatas vai estar dentro do que chamamos “núcleo central de inércia”, correspondente a área do losango na figura 1.
Há uma delimitação, na qual podemos afirmar que uma solução é mais ou menos econômica que outra. Veja:
- Dentro do núcleo central (opção mais econômica)
Quando temos uma carga comprimindo a sapata e o centro de carga fica dentro do núcleo, a base da sapata vai estar cumprindo sua função na totalidade, que é a de comprimir o solo.
Figura 2 – Centro de carga dentro no NC
- Fora do núcleo central (há a necessidade de grandes seções para combater as tensões atuantes, opção menos econômica).
Quando termos cargas gravitacionais baixas e momentos altos, há uma tendência de a carga “fugir” para fora do núcleo central, isso faz com que a carga que, teoricamente deveria estar comprimindo a base da sapata, agora pode estar tendendo a levantar a sapata. É importante frisar que não ocorre tração na base da sapata, apenas a tendência de a base da sapata perder área de contato.
Figura 3 – Centro de carga fora do NC
- No limite do núcleo central (opção intermediária
Quando o centro de carga da sapata está no limite do NC, o comportamento é intermediário as duas listadas anteriormente. Contudo, vale salientar que nessa solução ainda não há a tendência de perda de contato entre sapata e solo.
Figura 4 – Centro de carga no limite do NC
À luz da NBR 6122 de 2019, devemos nos atentar com a área mínima comprimida da base da sapata. Precisamos que, no mínimo 67% da base deve estar comprimida e não de 50% como era na versão 1996. Apesar de termos tido a atualização de 2010, alguns profissionais ainda utilizam a prescrição na NBR 6122 de 1996, por isso o alerta.
Em uma ferramenta automatizada como a planilha utilizada em nosso curso de fundações em sapatas, visualiza-se o posicionamento da carga em relação ao NC, essa visualização permite afirmar se o requisito de 67% está sendo cumprido.
Espero que tenham gostado desse tema. Este é um dos diversos assuntos que abordamos em nosso curso de fundações em sapatas+planilha. Se tiver interesse em conhecer mais sobre o curso, clique em nossa página de cursos e venha fazer parte dos alunos que escolheram evoluir profissionalmente na área.
No curso exemplificamos o cálculo de forma automatizada. Se você quiser aprender a calcular manualmente os limites do núcleo central, bem como as tensões na base da sapata, recomendo a leitura do material de apoio do professor Paulo Sérgio da UNESP 2019.
