masterThesis
Estudo da interação solo-estrutura de um caso de obra de edifícios com fundações em maciço rochoso
Autor
SANTOS, Yago Ryan Pinheiro dos
Institución
Resumen
A interação solo-estrutura (ISE) avalia como a deformabilidade do solo ou da rocha impõe à estrutura, um fluxo de carregamento diferente da hipótese de apoios indeslocáveis, alterando, assim, os esforços atuantes nos elementos estruturais e nas reações do terreno. A presente pesquisa tem como objetivo analisar os efeitos da interação solo-estrutura em um caso de obra de um empreendimento residencial composto por duas torres em concreto armado de múltiplos pavimentos, intituladas torres “A” e “B”, com fundações superficiais em maciço rochoso e que, tiveram seus recalques monitorados por meio de instrumentação de campo em cinco estágios de sua construção. Foi realizado um estudo acerca dos valores de recalques obtidos em campo e estimados recalques via curvas de isorecalques para alguns pontos analisados. Em seguida, realizou-se a modelagem numérica e análise estrutural dos edifícios via software CAD/TQS, considerando os dados reais do empreendimento, e a estrutura com seus apoios fixos (indeslocáveis) e deslocáveis (com coeficientes de mola de rigidez “K”), contemplando dois diferentes casos de interação solo-estrutura (ISE caso 1 e 2). Foi avaliada a redistribuição de esforços entre os pilares das duas torres imposta pela deslocabilidade de seus apoios, não só em relação à transferência de esforços entre os pilares centrais com os de extremidade, como também, em função da magnitude dos recalques apresentados por cada um dos pilares, do alívio e aumento de esforços máximos observados e em termos médios de redistribuição. Foi realizada, ainda, a retroanálise acerca da determinação do módulo de elasticidade (Eₛ) da rocha do terreno de fundação a partir dos recalques obtidos anteriormente, construindo correlações pertinentes aos estudos realizados. Dentre os resultados obtidos, observou-se valores de recalques diferenciais na ordem de 12,47 mm para a torre “A” e de 7,64 mm para a torre “B”, com a evolução dos seus recalques parciais ocorrendo a velocidades dentro dos limites de segurança estabelecidos. Os resultados apontaram ainda que, de fato, os efeitos da ISE puderam ser notados no caso de obra analisado, mesmo que de maneira pouco expressiva, podendo ser observada uma redistribuição de esforços entre seus pilares reduzida, a qual comportou-se de diferentes formas quando comparadas as duas torres, os diferentes estágios de obra analisados e os casos de ISE 1 e 2. Por fim, a retroanálise apresentou resultados satisfatórios para a estimativa dos valores de Eₛ, encontrando valores reduzidos numa faixa de valores entre 0,14 e 2,03 GPa, sendo útil a aplicação dos dados obtidos em estudos a serem realizados próximos à área de abrangência deste trabalho. The soil-structure interaction (SSI) evaluates how soil or rock deformability imposes on the structure a load flow different from the hypothesis of fixed supports, altering the loads acting on the structural elements and the ground. The study aims to analyze the effects of soil-structure interaction in a case study of a residential project consisting of two reinforced concrete towers, called towers “A” and “B”, with shallow foundations in rocky mass and that their settlements were monitored by means of field instrumentation in five stages of their construction. A study was carried out on the values of field settlements and estimated settlements through interpolation curves for some analyzed points. Then, numerical modeling and structural analysis of the buildings were carried out using CAD / TQS software, considering real informations of the project, and the structure with its fixed (undeslocated) and displaceable supports (with stiffness spring coefficients "K"), considering two different cases of soilstructure interaction (case 1 and 2). The redistribution of loads between the columns of the two towers imposed by the dislocation of their support was evaluated, not only in relation to the transfer of loads between the central and borders columns, but also due to the magnitude of the settlements presented by each of the two towers, relief and increase of maximum loads observed and in average terms of redistribution. The analysis of the Young's modulus (Es) of the foundation rock was also performed, based on the previously obtained settlements, constructing correlations pertinent to the studies carried out. Among the results, we observed values of differential settlements in the order of 12.47 mm for tower "A" and 7.64 mm for tower "B", with the evolution of its partial settlements occurring at speeds within the established safety limits. The results pointed out that, in fact, the SSI effects could be noticed in the case analyzed, even if in a little expressive way, and a redistribution of loads between its reduced columns could be observed, which behaved in different ways when comparing the two towers, the different stages of construction analyzed and the SSI 1 and 2 cases. Finally, the analysis resented satisfactory results for the estimation of Es values, finding reduced values in a range between 0.14 and 2.03 GPa, being useful the application of the data obtained in studies to be performed near the area of coverage this construction.