UTILIZAÇO DE LINGUAGEM C++ NO DIMENSIONAMENTO DE SAPATA ISOLADA
Resumo
INTRODUÇÃO
O PRESENTE TRABALHO TEM POR OBJETIVO REALIZAR O DIMENSIONAMENTO DE UMA SAPATA ISOLADA UTILIZANDO-SE DE UM SOFTWARE DESENVOLVIDO NA LINGUAGEM C++.
A LINGUAGEM C FOI CRIADA EM 1972, POR DENNIS M. RITCHIE E BRIAN W. KERNIGHAN, DO BELL LABS INNOVATIONS, BASEANDO-SE NA LINGUAGEM B, PROVENIENTE DA ANTIGA BCPL. B FOI RENOMEADO COM A PRIMEIRA LETRA DE BCPL E A LINGUAGEM C, COM A SEGUNDA.
A LINGUAGEM C++ FOI INTRODUZIDA POR BJARNE STROUSTRUP, EM MEADOS DE 1983, COM NOVOS E PODEROSOS ELEMENTOS E NOVAS PROPOSTAS PARA A PROGRAMA��O, QUE CONTRIBUEM PARA O REUSO, MANUTEN��O E ADI��O AO CÓDIGO. C++ POSSUI EXTENSAS BIBLIOTECAS-PADR�O QUE UTILIZAM EM GRANDE QUANTIDADE AS CARACTER�STICAS EXCLUSIVAS DA LINGUAGEM EM RELAÇÃO � C. CÓDIGOS ESCRITOS EM C/C++ SÃO DE F�CIL LEITURA, POIS A LINGUAGEM PERMITE SEPARAR SEU CÓDIGO EM PARTES E ARQUIVOS PARA QUE SEJA MAIS BEM ESTRUTURADO. COM C++, O PROGRAMADOR CRIA BONS H�BITOS NA PROGRAMA��O, SABENDO ORGANIZAR SEU CÓDIGO DE MANEIRA LEG�VEL E TORNANDO-O MAIS VELOZ.
UM COMPILADOR � UM TIPO DE TRADUTOR UTILIZADO PARA QUE O DESENVOLVEDOR POSSA �€ŒCOMUNICARSE�€ COM A M�QUINA SEM A NECESSIDADE DE UTILIZAR A PRÓPRIA LINGUAGEM DE M�QUINA. NO CASO DE UM COMPILADOR DE C/C++, ESSA FERRAMENTA TRADUZ UM CÓDIGO ESCRITO EM LINGUAGEM C/C++ PARA LINGUAGEM DE M�QUINA E GERA UM ARQUIVO EXE, QUE PODE SER EXECUTADO PELO SISTEMA OPERACIONAL. O COMPILADOR INICIA O PROCESSO LENDO A PRIMEIRA INSTRU��O DO IN�CIO DO PROGRAMA, ESCRITO EM �€ŒLINHAS DE COMANDO�€, E CONFERE SE EXISTEM ERROS. SE NÃO EXISTIREM, O COMPILADOR AVAN�A PARA A PRÓXIMA LINHA, SEMPRE SEGUINDO ESTE PROCESSO, AT� A �LTIMA LINHA (CASO NÃO HAJA MUDAN�AS DE FLUXO NO CÓDIGO). NO DIMENSIONAMENTO DA FUNDA��O EM ESTUDO UTILIZAMOS O COMPILADOR DEV C++, PARA EXECUTAR AS INSTRU��ES DE DIMENSIONAMENTO DA FUNDA��O TIPO SAPATA ISOLADA.
FUNDA��ES SÃO OS ELEMENTOS ESTRUTURAIS COM FUN��O DE TRANSMITIR AS CARGAS DA ESTRUTURA AO TERRENO ONDE ELA SE APOIA (AZEREDO, 1977). SENDO ASSIM AS CARGAS DE UMA EDIFICA��O SÃO TRANSMITIDAS PARA AS CAMADAS RESISTENTES DO SOLO SEM PROVOCAR RUPTURA DO TERRENO SENDO DE SUMA IMPORT�NCIA NA EXECU��O DE QUALQUER CONSTRU��O.
DE ACORDO COM A NBR 6122:96 - PROJETO E EXECU��O DE FUNDA��ES - AS FUNDA��ES PODEM SER DIVIDIDAS EM DOIS GRUPOS DISTINTOS, QUE SÃO: FUNDA��O PROFUNDA E FUNDA��O
SUPERFICIAL (RASA OU DIRETA). AS FUNDA��ES PROFUNDAS TRANSMITEM CARGA AO TERRENO PELA BASE E POR SUA SUPERF�CIE LATERAL OU POR COMBINA��O DOS DOIS EFEITOS, SÃO AQUELAS CUJAS BASES EST�O IMPLANTADAS A MAIS DE DUAS VEZES SUA MENOR DIMENS�O E A PELO MENOS 3 M DE PROFUNDIDADE. NESTE CASO, OS MECANISMOS DE RUPTURA DE BASE NÃO ATINGEM A SUPERF�CIE DO TERRENO A SER CONSIDERADO NO PROJETO. SÃO EXEMPLOS DE FUNDA��ES PROFUNDAS: ESTACAS, TUBUL�ES E CAIX�ES. J� AS FUNDA��ES SUPERFICIAIS SÃO DIVIDIDAS NOS SEGUINTES TIPOS: SAPATAS, BLOCOS, RADIER, SAPATA ASSOCIADA, VIGA DE FUNDA��O E AS SAPATAS CORRIDAS, ELEMENTOS EM QUE A CARGA � TRANSMITIDA AO SOLO PELAS PRESS�ES DISTRIBU�DAS SOB A BASE DA FUNDA��O, SUA PROFUNDIDADE DE ASSENTAMENTO � INFERIOR A DUAS VEZES A MENOR DIMENS�O DA FUNDA��O.
AS FUNDA��ES SUPERFICIAIS (RASA OU DIRETA) SÃO ELEMENTOS EM QUE A CARGA � TRANSMITIDA AO TERRENO, PREDOMINANTEMENTE PELAS PRESS�ES DISTRIBU�DAS SOB A BASE DA FUNDA��O, EM QUE A PROFUNDIDADE DE ASSENTAMENTO EM RELAÇÃO AO TERRENO ADJACENTE � INFERIOR A DUAS VEZES A MENOR DIMENS�O DA FUNDA��O. E SÃO DIVIDIDAS NOS SEGUINTES TIPOS, SEGUNDO A NBR 6122/96: SAPATAS, BLOCOS, RADIER, SAPATA ASSOCIADA, VIGA DE FUNDA��O E AS SAPATAS CORRIDAS, AS QUAIS SÃO DEFINIDAS. (NBR 6122/96).
SAPATA ISOLADA - ELEMENTO DE FUNDA��O DE CONCRETO ARMADO, DE ALTURA MENOR QUE O BLOCO, UTILIZANDO ARMADURA PARA RESISTIR AOS ESFOR�OS DE TRA��O.
ANTES DE SE REALIZAR O DIMENSIONAMENTO DE UMA FUNDA��O � MUITO IMPORTANTE QUE SE FA�A UM ESTUDO DO SOLO PARA SE OBTER PAR�METROS NECESS�RIOS PARA REALIZA��O DOS C�LCULOS, NO CASO DAS SAPATAS ISOLADAS � NECESS�RIO SE OBTER O COEFICIENTE DE TENS�O M�XIMA NO SOLO, ESSE ESTUDO � FEITO ATRAV�S DE SONDAGENS SPT, REALIZADAS EM CAMPO.
DE ACORDO COM MORAES (1976), O RECONHECIMENTO DO SUBSOLO PARA EFEITO DE UMA INSTALA��O DE UMA INFRAESTRUTURA � FEITO MEDIANTE A REALIZA��O DE SONDAGENS DO SOLO, EM PONTOS ESCOLHIDOS E DISTRIBU�DOS NA �REA DA EDIFICA��O.
EMBORA SEJA DESCONSIDERADA NA GRANDE MAIORIA DAS CONSTRU��ES DE EDIFICA��ES DE PEQUENO E M�DIO PORTE A SONDAGEM DO SOLO � EXTREMAMENTE NECESS�RIA PARA QUE SE TENHA UM CONHECIMENTO DO SUBSOLO, EVITANDO ASSIM ATRASOS NA OBRA E PROBLEMAS FUTUROS QUE PODEM VIR A SURGIR DEVIDO A ESCOLHA DE UMA FUNDA��O INAPROPRIADA PARA O TIPO DE SOLO EXISTENTE NA �REA DA CONSTRU��O.
COM OS DADOS OBTIDOS ATRAV�S DA SONDAGEM E COM AS INFORMA��ES FORNECIDAS PELA PLANTA DE CARGA DA ESTRUTURA � POSS�VEL ESCOLHER O TIPO DE FUNDA��O MAIS ADEQUADA PARA A EDIFICA��O E REALIZAR O DIMENSIONAMENTO DA MESMA.
QUANDO BEM UTILIZADOS, OS SOFTWARES PARA DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS CONTRIBUEM SIGNIFICATIVAMENTE NA ELABORA��O DE PROJETOS, COM A EVOLU��O DOS MICROCOMPUTADORES E DOS SOFTWARES FERRAMENTAS PODEROSAS FORAM CRIADAS COM A FINALIDADE DE AUXILIAR O ENGENHEIRO NA ELABORA��O DESTES PROJETOS.
MATERIAL E M�TODOS
CADA VEZ MAIS SE BUSCA SOLU��ES EM ENGENHARIA QUE POSSAM AUMENTAR A PRODUTIVIDADE DE DETERMINADA TAREFA E AO MESMO TEMPO TENTAR SIMPLICAR C�LCULOS QUE LEVARIAM MUITO TEMPO DE SEREM REALIZADOS MANUALMENTE, UMA DAS SOLU��ES QUE VEM CRESCENDO A CADA ANO � UTILIZA��O DE SOFTWARES PARA DIMENSIONAMENTO DAS MAIS DIVERSAS ESTRUTURAS NO CAMPO DA ENGENHARIA, PENSANDO NESTE CONTEXTO ATUAL FOI REALIZADO A ELABORA��O DE UM SISTEMA QUE ATRAV�S DA INSER��O DE DADOS INICIAIS E CAPAZ DE CALCULAR DE FORMA SIMPLES E R�PIDA AS DIMENS��ES E �REA DE A�O DE UMA DETERMINADA SAPATA ISOLADA.
ESTA PESQUISA FOI DE CAR�TER EXPERIMENTAL QUE, SEGUNDO GIL (1991), CONSISTE EM DETERMINAR UM OBJETO DE ESTUDO, SELECIONAR AS VARI�VEIS QUE SERIAM CAPAZES DE INFLUENCI�-LO E DEFINIR AS FORMAS DE CONTROLE E DE OBSERVA��O DOS EFEITOS QUE A VARI�VEL PRODUZ NO OBJETO.
PARA DIMENSIONAMENTO DA FUNDA��O (SAPATA ISOLADA), FOI UTILIZADO UM PROGRAMA COMPUTACIONAL DESENVOLVIDO POR NOSSA EQUIPE DE TRABALHO.
O PRESENTE TRABALHO INICIOU-SE COM UM DI�LOGO COM UM ENGENHEIRO DA NOSSA CIDADE, APÓS CONVERSAS SOBRE POSS�VEIS SOLU��ES DE INFORM�TICA QUE AJUDARIAM NO VASTO CAMPO DA ENGENHARIA FOI DECIDIDO REALIZAR UM SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO PARA SAPATAS ISOLADAS, SEGUIDO DE PESQUISAS BIBLIOGR�FICAS SOBRE O TEMA ESCOLHIDO, FOI ANALISADO A MELHOR FORMA DE DESENVOLVER UM ALGORITMO CAPAZ DE APRESENTAR OS RESULTADOS ESPERADOS. POR FIM FORAM REALIZADOS OS TESTES NO SOFTWARE COMPARANDO COM OS RESULTADOS OBTIDOS POR M�TODOS EMP�RICOS.
ESTE TRABALHO TEM COMO OBJETIVO FACILITAR OS C�CULOS PARA REALIZA��O DO DIMENSIONAMENTO DE SAPATAS ISOLADAS. PARA TANTO � PRECISO ESPECIFICAMENTE:
�€¢ MOSTRAR DE FORMA CLARA A UTILIZA��O DO SOFTWARE DESENVOLVIDO;
�€¢ APRESENTAR OS RESULTADOS COMPARANDO COM OS C�CULOS REALIZADOS MAUALMENTE;
RESULTADOS E DISCUSS�ƑO
INICIALMENTE FOI FEITO O DIMENSIONAMENTO DO ELEMENTO DE FUNDA��O SEM A UTILIZA��O DO SOFTWARE DESENVOLVIDO EM C++, PARA TAL DIMENSIONAMENTO E EFEITO DE COMPARA��O COM OS RESULTADOS OBTIDOS NO PROGRAMA, UTILIZAMOS OS SEGUINTES DADOS DE ENTRADA: (DADOS FORNECIDOS ALEATORIAMENTE).
SE��O DO PILAR: 30X15 (A=30, B=15)
CARGA DE SERVI�O NO PILAR: 57 KN (NK)
ÏƑ = 0,20 MPA = 0,02 KN/CM�²
A�O: CA50
FCK: 35 MPA
MEMORIAL DE C�CULO:
PK = 0,05 * NK PK = 0,05 * 57 PK = 2,85 KN
A = ((NK + PK))/ÏƑS = ((57 + 2,85))/0,02 A = 2992,5 CM�²
C = �ˆŠ(�–ˆ(A* B/A@)) = �ˆŠ(�–ˆ(2992,5* 15/30@)) = 36,68 �‰ˆ 40 CM
ADOTAR = 60 CM
L = �ˆŠ(�–ˆ(A*A/B@)) = �ˆŠ(�–ˆ(2992,5*30/15@)) = 77,36 �‰ˆ 80 CM
0,6 LB + 5 CM = 0,6 * (30 * 1) + 5 = 23 �‰ˆ 25 * ADOTAR = 25 CM
H˳ = H/3 = 25/3 H˳ = 8,33 CM OU 20CM * ADOTAR = 20 CM
V = (C*L+A*B)/2 * (H - H˳) + C * L * H˳
V = (60 * 80 + 30 * 15)/2 * (25 - 20) + 60 * 80 * 20
V = 109125 CM�³ = 0,109M�³
PK = V * 2,5 PK = 0,109 * 25 = 2,725 KN
Ï = ((NK + PK))/A = ((57 + 2,725))/((60*80)) = 0,0112 KN/CM�²
0,0112 < 0,02 KN/ CM�² - OK!
ÏƑD = ND/(A*B) < 0,20 * FCD
ÏƑD = 79,8/(30*15) < 0,20 * 2,5
ÏƑD = 0,18KN/CM�² < 0,5 KN/ CM�² - OK!
ASX = (ND * ( L-A))/(6,8 * D * FYD) ASY = (ND * (C -B))/(6,8 * D * FYD)
ASX = (79,8 * (80 - 30))/(6,8 * 20 * 43,5) ASY = (79,8 * (60 -15))/(6,8 * 20 * 43,5)
ASX = 0,67 CM�² ASX = 0,61 CM�²
COM OS C�LCULOS REALIZADOS MANUALMENTE OBTIVEMOS UMA �REA DE A�O EM X CORRESPOSNDENTE A 0,67 CM�² E EM Y DE 0,61 CM�². COM AS �REAS DE A�O CORRESPONDENTE CALCULADAS, � POSS�VEL DEFINIR A QUANTIDADE DE BARRAS E A BITOLA DO A�O ADOTADA PARA A SAPATA EM ESTUDO, COMO MOSTRA AS TABELAS (EM ANEXO):
O ESPA�AMENTO DEVE SER DE NO M�NIMO 4CM E NO M�XIMO 20CM.
DETALHAMENTO ASX
�˜ A1 (CM�²) NB (CM) S (CM) SITUA��O
5,0 0,196 4 12 OK
6,3 0,312 3 16 OK
8,0 0,503 2 24 NÃO
10,0 0,785 1 49 NÃO
12,5 1,227 1 48 NÃO
TABELA 1 - DETALHAMENTO ASX
DETALHAMENTO ASY
�˜ A1 (CM�²) NB (CM) S (CM) SITUA��O
5,0 0,196 4 17 OK
6,3 0,312 2 34 NÃO
8,0 0,503 - - -
10,0 0,785 - - -
12,5 1,227 - - -
TABELA 2 - DETALHAMENTO ASY
DEPOIS DE DIMENSIONADA A SAPATA MANUALMENTE, UTILIZAMOS OS DADOS FORNECIDOS ANTERIORMENTE E INSERIMOS NO SOFTWARE DESENVOLVIDO PARA COMPARA��O DOS RESULTADOS, O PROGRAMA FUNCIONA DA SEGUINTE FORMA:
NA TELA INICIAL O USU�RIO RESPONDE SE QUER PROSSEGUIR COM O DIMENSIONAMENTO DA SAPATA ISOLADA, SE DIGITAR A LETRA S O PROGRAMA ABRE UM TELA PARA INSER��O DOS DADOS INICIAIS, (IMAGENS EM ANEXO).
COM OS DADOS INSERIDOS NO SOFTWARE O MESMO CALCULA A �REA DE A�O E X E Y DA SAPATA, ASSIM COMO TODAS AS SUAS DIMENS�ES, AL�M DE REALIZAR TODAS AS VERIFICA��ES DE TENS�ES NO CONCRETO E A VERIFICA��O DE PRESS�O NO SOLO. CASO OS TESTES DE VERIFICA��O NÃO SEJAM APROVADOS NAS CONDI��ES DEFINIDAS POR NORMAS E PELOS ENSAIOS DE SONDAGEM O PROGRAMA SUGERE UM NOVO DIMENSIONAMENTO DO PILAR OU UM NOVO FCK PARA O CONCRETO.
FOI OBSERVADO A FUNCIONALIDADE DO PROGRAMA COMO MOSTRA NA FIGURA (EM ANEXO), OS RESULTADOS OBTIDOS CORRESPONDERAM COM OS VALORES CALCULADOS MANUALMENTE.
CONCLUSဢES
EM TEMPOS EM QUE A PRODUTIVIDADE � FATOR DETERMINANTE NA EXECU��O DE UM PROJETO � CADA VEZ MAIS IMPORTANTE QUE SE BUSQUE SOLU��ES QUE POSSAM ATENDER ESSA DEMANDA, A UTILIZA��O DE SOFTWARES CADA VEZ MAIS ELABORADOS PERMITEM QUE DETERMINADAS TAREFAS SEJAM REALIZADAS DE FORMA R�PIDA E OBJETIVA, GANHANDO MUITO TEMPO DURANTE A FASE DE ELABORA��O DOS PROJETOS E ASSIM EVITANDO ATRASOS NO CRONOGRAMA DE UMA OBRA.
NA �REA DA ENGENHARIA SÃO UTILIZADOS MUITOS SOFTWARES NAS MAIS DIVERSIFICADAS �REAS DE DE PROJETO, PENSANDO NISSO CRIAMOS UM PROGRAMA NA LINGUAGEM C++ QUE FAZ O C�LCULO DE DIMENSIONAMENTO DE UMA SAPATA ISOLADA.
A REALIZA��O DESSE TRABALHO PERMITIU ENTENDER O QUANTO � IMPORTANTE A UTILIZA��O DA LÓGICA DE PROGRAMA��O NO CAMPO DA ENGENHARIA CIVIL, QUANDO SE CONSEGUE ASSIMILAR DOIS CAMPOS TÃO DESTINTOS � POSS�VEL CRIAR GRANDES SOLU��ES QUE COM CERTEZA AUMENTAM MUITA A PRODUTIVIDADE, PERMITINDO SE DESTACAR NO MERCADO DE TRABALHO.
