Análise linear estática e dinâmica de edifício considerando a interação solo e fundação rasa ou profunda.

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Cutrim, Marlan Derlan Serra
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: CFD; Deep foundation; Edifícios; Fluid-structure interaction; Fundações profundas; Fundações rasa; Interação fluido-estrutura; Interação solo-estrutura; Soil-structure interaction
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-01042021-155954/

O trabalho objetiva a análise estática e dinâmica de edifícios considerando sua interação com o solo, fundações e ações de vento. Para esse fim, aplica-se um modelo numérico para cálculo de coeficientes de reação para simular a interação solo estrutura (ISE) em elementos de fundação rasa e profunda por estacas. Avalia-se a resposta do modelo de ISE associada a cargas de vento obtidas pela norma brasileira NBR 6123/88 e por um modelo numérico advindo da mecânica dos fluidos computacional (Computational Fluid Dynamics - CFD). A influência do solo foi computada considerando-se a hipótese de Winkler, desenvolvida com o uso das equações Mindlin e incorporando o método semi-empírico de Aoki-Velloso (1975), obtendo-se assim os coeficientes de reação vertical. A influência da fundação foi acoplada à superestrutura do edifício que é formulado pelo Método dos Elementos Finitos (MEF). A resposta do modelo estático de ISE, em relação aos recalques imediatos, foi comparado com formulações numéricas mais sofisticadas baseadas no MEF, no Método dos Elementos de Contorno (MEC) e com ensaios de prova de carga estática em estacas, mostrando que o presente modelo representa adequadamente o problema exposto com a vantagem de ter baixo custo computacional em relação ao MEF/MEC. Desenvolveu-se um modelo dinâmico que acopla as ações de vento simuladas com o modelo CFD com a estrutura-solo-fundação, de modo que se comparam-se as respostas de esforços e deslocamentos desenvolvidos no conjunto edifício-solo-fundação perante às ações de vento obtidas pela NBR 6123/88 e as advindas do modelo CFD. As ações de norma apresentaram respostas conservadoras em relação às obtidas com perfis de vento resultantes do CFD. O perfil de cargas de vento obtido pelo modelo numérico da mecânica dos fluidos mostrou-se semelhante ao perfil de vento obtido pela norma, porém com valores menores. Os resultados obtidos pelo modelo de ISE corroboram a consideração de que uma base deformável gera a redistribuição de esforços, mais proeminente nos primeiros pavimentos do edifício.