Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-24T18:19:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mauro Alexandre Paula de Sousa - 2014.pdf: 7399985 bytes, checksum: b0bdd649a43901b5d6a2830d1ba7eed8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-24T18:22:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mauro Alexandre Paula de Sousa - 2014.pdf: 7399985 bytes, checksum: b0bdd649a43901b5d6a2830d1ba7eed8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-24T18:22:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mauro Alexandre Paula de Sousa - 2014.pdf: 7399985 bytes, checksum: b0bdd649a43901b5d6a2830d1ba7eed8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / With the increasing development of large urban centers in the country, the buildings are presenting more audacious forms in respect to the architectural project. The buildings got taller and as a result, the loads imposed to the foundations have also become larger. Knowing this, the concept of piled raft foundations began to be usually employed in many projects. These type of foundations assume that a load portion is supported by the surface layer that is in direct contact with the raft. The piled raft may contain a large number of piles, and some of them bearing high loads and resulting in a pronounced non-linear behavior. Aiming to describe the stress-strain behavior more accurately, a form of nonlinear analysis was implemented in FENF program (Ferramenta Numérica para Análise de Fundações). It is a specific finite element program for 3D foundation analysis of piled rafts. The program was developed at UFG using the language “C” and differs from the others programs by providing a more direct way to access the efforts that the foundation elements are submitted. The dissertation aims to do a literature review of linear and non-linear behavior of foundations and make the implementation of a hyperbolic model for modeling soil behavior. After verifying some literature cases, three different piled rafts (2x2, 4x4 and 6x6) were analyzed considering linear and non-linear soil behavior. The settlement, pile load distribution and internal efforts were compared, discussing the importance of taking into account the non-linear soil behavior. / Com o crescente desenvolvimento dos grandes centros urbanos no país, as edificações passaram a apresentar formas mais arrojadas no que diz respeito à parte arquitetônica, os edifícios ficaram mais altos e como consequência disso as cargas impostas às fundações também passaram a ser maiores. Sabendo disso, o conceito de fundações mistas passou a ser empregado na realização dos projetos. Esses tipos de fundações partem do princípio de que uma parcela do carregamento é absorvida pela camada mais superficial que está em contato direto com o bloco de coroamento ou sapata. Estas fundações mistas, também conhecidas como radier estaqueado, podem conter um número elevado de estacas e algumas delas suportarem carga elevada e com comportamento não linear pronunciado. Visando descrever o comportamento tensão-deformação de maneira mais precisa, foi implementado uma forma de análise não linear no programa FENF (Ferramenta Numérica para Análise de Fundações). Trata-se de um programa de elementos finitos especifico para analise em 3D de fundações estaqueadas e não estaqueadas. O programa foi desenvolvido na UFG em linguagem C e se diferencia dos demais por fornecer de maneira mais direta os esforços nos quais os elementos de fundações estão submetidos. A dissertação tem como objetivo fazer uma revisão bibliográfica do comportamento linear e não linear de fundações e fazer a implementação de um modelo hiperbólico para a modelagem do solo. Após a verificação da literatura, três radiers diferentes (2x2, 4x4 e 6x6), eles foram analisados considerando o solo com comportamento linear e não linear. Os recalques, a distribuição de carga e os esforços internos são comparados, discute-se a importância do comportamento não linear do solo.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-26T11:58:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Magalhães Albuquerque Bittencourt - 2012.pdf: 7044749 bytes, checksum: fe5d3f4437aa7025f71647fb8c7850f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-26T12:17:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Magalhães Albuquerque Bittencourt - 2012.pdf: 7044749 bytes, checksum: fe5d3f4437aa7025f71647fb8c7850f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-26T12:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Douglas Magalhães Albuquerque Bittencourt - 2012.pdf: 7044749 bytes, checksum: fe5d3f4437aa7025f71647fb8c7850f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2012-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A growing demand for better-prepared projects of foundations and able to attend the high degree of structural complexity of the actions has been noted in recent years. However, the current geotechnical design philosophy shows itself outdated or unable to solve these needs, due to the fact that traditional methods of calculating piled foundations often ignore the performance of the block contact with the soil and neglect the influence of the stiffness and the interaction among the elements that makeup the foundation system. To increase the quality of the design of large pile groups, with or without associated columns, there is a need for a more rigorous treatment of the problem and, in order to achieve it, one may employ the concept of piled raft which allows an integrated analysis of the entire set responsible for the performance of the foundation: the raft, the piles and the soil. This approach has a complexity inherent of its formulation; therefore, its development is generally more successful employing numerical methods. In this context, this study aimed to develop a three-dimensional numerical tool in finite elements, using the programming language "C" for the study of piled raft foundations, which was called Ferramenta Numérica para Análise de Fundações (FENF). The program was fully developed during the research period and contrasts the commercial software available at present for outputting the results that are necessary for the project, such as stresses, strains, shear and normal efforts, displacements, and bending moments in the block and the piles etc. In addition, along with the program, a search algorithm was developed which is capable of identifying the best combination of the height and length of the block and cross section of piles that result in a viable solution with the lowest cost. In order to do so, the software employs the linear elastic constitutive model for materials and represents them through finite three-dimensional isoparametric elements with eight nodes and linear interpolation functions for the displacement fields. During its development and after it was complete, the numerical tool has been successfully validated by comparing its results with those of other programs also in finite element or with analytical solutions of the Linear Theory of Elasticity. Two examples of application of FENF have been presented with Exhaustive Search Ordered, in which: one block with 16 and another with 36 piles, allowing us to evaluate the effectiveness of the program and compare its results with those predicted by the simplified manual method. It’s been noticed that the integrated treatment of the foundation system, considering it as a piled raft, allows us to obtain a more economical and safer project. / Tem-se verificado nos últimos anos uma demanda crescente por projetos de fundações mais bem elaborados e capazes de atender ao alto grau de complexidade das ações estruturais. Entretanto, a filosofia de projeto geotécnico atual se mostra defasada ou incapaz de suprir a essas necessidades, uma vez que os métodos tradicionais de cálculo de fundações estaqueadas muitas vezes desprezam o desempenho do contato do bloco com o solo e negligenciam a influência da rigidez e da interação entre os elementos que compõem o sistema de fundação. Para o aumento da qualidade da concepção de grandes grupos de estacas, com ou sem a associação de pilares, é necessário um tratamento mais rigoroso do problema utilizando, por exemplo, o conceito de radier estaqueado. Tal abordagem permite uma análise integrada de todo o conjunto responsável pelo desempenho da fundação: o radier, as estacas e o solo, mas possui uma complexidade inerente a sua formulação sendo que o seu desenvolvimento é geralmente mais bem sucedido empregando-se métodos numéricos. Nesse contexto, este trabalho visou ao desenvolvimento de uma ferramenta numérica tridimensional em elementos finitos, utilizando a linguagem de programação “C”, para o estudo de fundações em radier estaqueado, que foi denominada de Ferramenta Numérica para Análise de Fundações (FENF). O programa foi desenvolvido integralmente durante o período da pesquisa e destaca-se dos programas comerciais atuais por disponibilizar saídas de resultados necessárias ao projeto, como tensões, deformações, deslocamentos, esforços cortantes e normais e momentos fletores para o bloco e para as estacas etc. Além disso, foi desenvolvido e incorporado ao FENF um algoritmo de busca capaz de identificar a melhor combinação de altura de bloco e comprimento e seção transversal de estacas que resultem em uma solução viável tecnicamente e com o menor custo. O programa FENF emprega o modelo constitutivo elástico-linear para os materiais e os representa por meio de elementos finitos tridimensionais isoparamétricos com oito nós e funções de interpolação lineares para os campos de deslocamentos. A ferramenta numérica foi validada com êxito, a partir da comparação de seus resultados com os de outros programas, também em elementos finitos, ou com soluções analíticas da Teoria da Elasticidade Linear. Foram apresentados dois exemplos de aplicação do FENF com a Busca Exaustiva Ordenada, sendo um bloco com 16 e outro com 36 estacas, que permitiram avaliar a eficácia do programa e comparar os seus resultados com os previstos pelo método manual simplificado. Verificou-se que o tratamento integrado do sistema de fundação, considerando-o como um radier estaqueado, permite a obtenção de um projeto mais econômico e mais seguro.