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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11567
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Avaliação do efeito da interação solo estrutura sobre o comportamento estrutural de edificações em aço e mistas (aço concreto). |
Título(s) alternativo(s): | Evaluation of the effect of soil - structure interaction on the structural behavior of buildings in steel and composite (steel - concrete). |
Autor: | Mendonça, Flávio dos Ramos de Souza |
Primeiro orientador: | Silva, José Guilherme Santos da |
Primeiro coorientador: | Sieira, Ana Cristina Castro Fontenla |
Primeiro membro da banca: | Mello, Antonio Vicente de Almeida |
Segundo membro da banca: | Soeiro, Francisco José da Cunha Pires |
Terceiro membro da banca: | Lopes, Elvis Dinati Chantre |
Resumo: | O conhecimento do tema da interação solo-estrutura permite que as edificações sejam projetadas de maneira mais realista com o comportamento físico. Há décadas atrás seria inviável um dimensionamento considerando a deformabilidade do solo de fundação, e as estruturas eram dimensionadas adotando-se as fundações como indeslocáveis, sob uma base rígida. Essa consideração conduz a respostas estruturais inadequadas, por vezes comprometendo a segurança e a estabilidade do conjunto estrutural. Atualmente, o avanço tecnológico permite a obtenção de resultados de milhões de cálculos matemáticos em questões de segundos, podendo-se obter soluções mais arrojadas e dinâmicas, facilitando o dimensionamento estrutural de forma a atender ao novo padrão de construção e arquitetura. A relevância de tal assunto motivou a análise numérica de um edifício de 4 pavimentos de estrutura mista (aço-concreto), considerando o efeito da interação solo-estrutura. As análises foram conduzidas com o programa ANSYS, de elementos finitos, substituindo-se os apoios indeslocáveis por molas discretas, lineares e elásticas, com rigidez equivalente ao solo, conforme hipótese de Winkler. Os parâmetros dos solos de fundação foram adquiridos a partir de correlações empíricas existentes na literatura e da utilização do programa computacional PLAXIS para a determinação das constantes elásticas das molas. Neste trabalho, foram comparados os resultados de reações verticais, esforços normais, momentos fletores e deslocamentos da estrutura obtidos pelo modelo clássico de projeto, que considera apoios indeslocáveis, e pelo modelo de Winkler, que considera a interação solo-estrutura. As análises foram executadas para seis diferentes tipos de solos argilosos, siltosos e arenosos. Os resultados obtidos mostraram claramente a redistribuição dos momentos fletores, esforços normais e reações verticais nos pilares com diferenças significativas para os pilares de canto e periféricos. Observou-se uma tendência de alívio dos esforços nos pilares mais solicitados, adotando a estrutura assentada em uma base rígida. As análises ressaltaram a relevância da interação solo-estrutura, com efeitos provenientes do rearranjo do solo de fundação nos elementos estruturais das edificações. |
Abstract: | Knowledge of the subject matter soil structure interaction (SSI) allows buildings to be designed in a more realistic manner, in line with physical interactions. Decades ago, it would be unfeasible to effect measurements taking into account the deformability of foundation soil, and thus structures were measured assuming foundations as unmovable, over a rigid basis. Such a consideration leads to inadequate structural findings, often compromising the safety and stability of the structural set. At present, technological advances permit grasping the results of millions of mathematical calculations in a matter of seconds, allowing for more advanced and dynamic solutions, and facilitating structural measurements in such a way as to cater to new standards in construction and architecture. The relevance of the subject motivated the numerical analysis of a four-store building of mixed (steel concrete) structure, considering the effects of soil structure interaction. Analyses were undertaken with ANSYS software, with finite elements, replacing unmovable supports with linear, elastic and discrete springs, with rigidity equivalent to that of soil, as in Winkler s hypothesis. The parameters of foundation soils were obtained from empirical correlations encountered in literature and from the PLAXIS computer program, used to determine the springs elastic constants. In this work, the resulting vertical reactions, normal stress, bending moments and structure displacements were compared, all of which were obtained from the classical project model, which assumes unmovable supports, and from the Winkler model, which considers soil structure interaction. The analyses have been executed for six different kinds of clay, silt and sand soils. Results showed clearly the redistribution of bending moments, normal stress and vertical reactions on pillars, with significant differences for corner and peripheral pillars. It was observed that there is a trend to relieve efforts on most demanded pillars, when the structure is assumed to be over a rigid basis. The analyses showed the importance of soil structure interaction, with effects originating from rearranging foundation soil over structural elements of buildings. |
Palavras-chave: | Civil Engineering Soil structure interaction Vertical reaction coefficient Mixed structures Superficial foundations Engenharia Civil Interação solo-estrutura Coeficiente de reação vertical Estruturas mistas Fundações superficiais |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Idioma: | por |
País: | BR |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Citação: | MENDONÇA, Flávio dos Ramos de Souza. Avaliação do efeito da interação solo estrutura sobre o comportamento estrutural de edificações em aço e mistas (aço concreto).. 2012. 133 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2012. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11567 |
Data de defesa: | 6-Dez-2012 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Civil |
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