Monografia
Interação Solo-Estrutura Através do Método dos Elementos Finitos Aplicado na Análise do Comportamento Estrutural em Fundações Superficiais
Soil-Structure Interaction through the Finite Element Method Applied to Structural Behavior Analysis in Shallow Foundations
Autor
Arruda, Michele Martins
Institución
Resumen
As fundações podem ser definidas como elementos estruturais cuja função é transmitir as cargas da estrutura para a camada resistente do solo. As fundações têm seu comportamento diretamente ligado ao que acontece com o solo quando submetido a um determinado carregamento, assim o conjunto estrutural entre fundação e solo reflete um problema de interação solo-estrutura (ISE). Toda fundação sofre deslocamentos verticais (recalques), horizontais e rotacionais em função das cargas a que são submetidas. Esses efeitos são resultados de aspectos dependentes do solo, da estrutura da fundação e do efeito combinado da interação solo-estrutura. A análise estrutural em estruturas de fundações pode ser feita através de métodos numéricos, sendo uma boa alternativa para resolução de tais problemas. O método dos elementos finitos (MEF) é uma técnica numérica usada para encontrar soluções aproximadas de problemas estruturais e obter a resposta da estrutura. Uma adequada análise estrutural do interação solo-estrutura é fundamental para minimizar manifestações patológicas nas edificações relacionadas a problemas de fundações. Assim sendo, o presente trabalho traz uma abordagem técnica sobre a simulação estrutural de fundações rasas e diretas do tipo sapatas através do método dos elementos finitos (MEF) por meio do software ANSYS. São analisadas as tensões no solo (bulbos de pressões) e na estrutura (fundação) para diferentes discretizações lineares e não lineares de sistemas solo-estrutura no estado plano de tensão, sendo eles: em estruturas de sapatas isoladas para diferentes configurações de solo; nas sapatas submetidas a cargas excêntricas (sapatas de divisa); em sapatas associadas; análise em situações de inclusão de viga de equilíbrio e baldrame nas simulações. Portanto, afirma-se que com isto, os resultados são apresentados em termos de análises globais, tensões no solo e na estrutura, e ainda, visualizações gráficas com o propósito de fornecer uma melhor compreensão de efeitos estruturais em fundações que podem acarretar problemas patológicos em edificações associados à problemas na infraestrutura.