Dimensionamento de Sapata Isolada — Guia Completo NBR 6122 + NBR 6118

1. Roteiro de Dimensionamento

O dimensionamento segue as seguintes etapas sequenciais:

1. Determinar a tensão admissível do solo (via SPT ou ensaio)
2. Calcular a área necessária da sapata
3. Definir as dimensões em planta (A × B)
4. Verificar tensões no solo (σ_máx ≤ σ_adm)
5. Determinar a altura da sapata (h)
6. Dimensionar as armaduras de flexão
7. Verificar o puncionamento
8. Verificar a área comprimida (≥ 2/3 da área total)

2. Área Necessária

A área mínima da sapata é determinada dividindo-se a carga total (incluindo peso próprio estimado) pela tensão admissível do solo:

O percentual de peso próprio (%PP) varia tipicamente de 5% a 10%da carga do pilar. Valores mais altos são utilizados para sapatas mais profundas ou de maior altura.

3. Dimensões em Planta

As dimensões podem ser definidas como:

• Sapata quadrada: A = B = √(A_nec) — mais econômica quando não há restrição geométrica
• Sapata homotética: proporções iguais às do pilar (A/B = a/b) — resulta em balanços iguais nos dois sentidos
• Sapata retangular: quando há restrições de divisa ou de proximidade com outras fundações

Em todos os casos, cada dimensão deve ultrapassar a do pilar correspondente em pelo menos 10 cm de cada lado (balanço mínimo).

4. Verificação de Tensões no Solo

Para carregamento excêntrico (com momentos), a distribuição de tensões na base da sapata segue a fórmula da flexão composta:

Onde W_x = B·A²/6 e W_y = A·B²/6.

Verificações obrigatórias:

• σ_máx ≤ σ_adm — segurança contra ruptura
• σ_mín ≥ 0 — preferencialmente sem tração (caso contrário, redistribuir)
• Área comprimida ≥ 2/3 da área total (NBR 6122:2022 §7.6.2)

5. Altura da Sapata

A altura da sapata é governada por dois critérios:

• Sapata rígida: a altura (h) deve ser suficiente para que a fundação se comporte como um bloco rígido. A NBR 6118 recomenda que a altura útil (d) satisfaça a condição de punção.
• Altura mínima: h₀ ≥ 20 cm (na borda) — mínimo construtivo.

Para sapatas com geometria trapezoidal (seção transversal), a altura na face do pilar (h) é maior que a altura na borda (h₀), com inclinação típica de 1:3 a 1:2.

6. Armaduras de Flexão

O cálculo das armaduras segue o Estado Limite Último (ELU) conforme a NBR 6118:2023. A sapata é tratada como uma viga em balanço engastada na face do pilar:

Onde ℓ é o balanço da sapata (distância da face do pilar à borda), e z é o braço de alavanca interno.

7. Verificação de Punção

A punção é verificada conforme NBR 6118:2023 §19.5. Para sapatas rígidas (h ≥ d), a verificação é atendida quando a tensão de cisalhamento no perímetro crítico (2d da face do pilar) não excede a resistência do concreto.

Na prática, sapatas dimensionadas com alturas adequadas ao critério de rigidez raramente apresentam problemas de punção.