O betão abaixo da placa de base é simulado pelo subsolo de Winkler com rigidez uniforme, que fornece as tensões de contacto. A tensão média na área carregada em contacto com a placa de base é utilizada para a verificação normativa à compressão.
Betão em compressão
Dimensionamento do betão – a resistência de apoio à compressão é dimensionada de acordo com AISC 360-16, Secção J8. Quando a superfície de apoio do betão é maior do que a placa de base, a resistência de apoio de cálculo é definida como
onde:
- f'c – resistência à compressão do betão
- A1 – área da placa de base em contacto com a superfície de betão (área da superfície superior do tronco de pirâmide)
- A2 – superfície de apoio do betão (área inferior geometricamente semelhante do tronco de pirâmide com inclinações de 1 vertical para 2 horizontal)
A verificação normativa do betão ao apoio é a seguinte
σ ≤ ϕc fp(max) para LRFD
σ ≤ fp(max) / Ωc para ASD
onde:
- σ – tensão média de compressão sob a placa de base
- ϕc = 0,65 – fator de resistência para o betão
- Ωc = 2,31 – fator de segurança para o betão
Transferência de forças de corte
As cargas de corte podem ser transferidas através de uma das seguintes opções:
- Chaveta de corte,
- Atrito,
- Parafusos de ancoragem.
Chaveta de corte
Apenas o LRFD está disponível. A carga de corte é transferida através da chaveta de corte. São necessárias verificações normativas do betão ao apoio e, salvo se for fornecida armadura para desenvolver a resistência necessária, à rotura do betão por arrancamento.
A capacidade de apoio da chaveta de corte contra o betão é determinada de acordo com ACI 349-01 – B.4.5 e ACI 349-01 RB11 como:
ϕPbr = ϕ 1,3 f'c A1 + ϕ Kc (Ny – Pa)
onde:
- ϕ = 0,7 – fator de redução de resistência ao apoio no betão de acordo com ACI 349
- f'c – resistência à compressão do betão
- A1 – área projetada da chaveta de corte embebida na direção da força, excluindo a parte da chaveta em contacto com a argamassa acima do elemento de betão
- Kc = 1,6 – coeficiente de confinamento
- Ny = n Ase Fy – resistência ao escoamento das âncoras tracionadas
- Pa – carga axial externa
A resistência ao arrancamento do betão da chaveta de corte de acordo com ACI 349 – B11 é:
onde:
- ϕ = 0,85 – fator de redução de resistência ao corte de acordo com ACI 349
- AVc – área de tensão efetiva definida pela projeção de um plano a 45° a partir das arestas de apoio da chaveta de corte até à superfície livre na direção da carga de corte. A área de apoio da chaveta de corte é excluída da área projetada
Se a resistência ao arrancamento do betão estiver desativada na configuração normativa, é fornecida ao utilizador a força que necessita de ser transferida através do betão armado.
Atrito
A carga de corte é transferida por atrito. A resistência ao corte é determinada como:
ϕc Vr = ϕc μ C (LRFD)
Vr / Ωc =μ C / Ωc (ASD)
onde:
- ϕc = 0,65 – fator de resistência (LRFD)
- Ωc = 2,31 – fator de segurança (ASD)
- μ = 0,4 – coeficiente de atrito entre a placa de base e o betão (valor recomendado de 0,4 no AISC Design Guide 7 – 9.2 e ACI 349 – B.6.1.4, editável na configuração normativa)
- C – força de compressão
Parafusos de ancoragem
Se a carga de corte for transferida apenas através de parafusos de ancoragem, a força de corte que atua em cada âncora é determinada pelo Método dos Elementos Finitos e os parafusos de ancoragem são verificados de acordo com ACI 318-14, conforme descrito nos capítulos seguintes.
