A análise da iteração solo-estrutura em fundações é um importante campo de pesquisa que ainda tem um grande progresso a ser feito. No presente trabalho foi desenvolvido um programa computacional para a análise da interação solo-estrutura de fundações de concreto armado. Este tema abrange duas áreas da engenharia civil: estruturas e geotecnia. O método dos elementos finitos foi usado no trabalho na seqüência para resolver o problema considerando estado plano de defonnação e comportamento elastoplásti.co dos materiais estudados (solo, concreto e aço). A linguagem de programação MATLAB foi usada em toda esta pesquisa como alternativa ao FORTRAN. O MATLAB foi escolhido uma vez que é uma linguagem de programação que permite facilmente construir uma interfàce de pré e pósprocessamento amigável. Os passos para a solução completa do problema foram os seguintes: Primeiramente um programa foi desenvolvido considerando o comportamento elastoplástico com critérios de plastificação e ruptura específicos para o concreto e solo. Soluções analíticas fechadas foram usadas para checar a precisão do programa. O segundo passo foi a introdução do reforço de aço no concreto por meio de um modelo para armaduras. Logo após, um modelo de fissuras para o concreto 1racionado foi in1roduzido no programa. Na seqüência o programa de pré e pós-processamento foi desenvolvido para gerar a malha de elementos finitos (pré-processamento), distribuição tensões e deformações, mapa de fissuras, etc (pósprocessamento). Finalmente, os parâme1ros constitutivos do solo, concreto e aço foram calibrados e várias situações reais de interação do solo-concreto de fundações de concreto armado foram simuladas. Nesta dissertação são encontrados resultados para as pressões de contato sapata-solo. Diferentes diagramas de tensões de interfàce foram obtidos em função rigidez relativa do elemento estrutural de concreto armado-solo. Na análise mnnérica, rigidez relativa desempenhou uma relevante função no comportamento mecânico do elemento estrutural de concreto armado (sapata) e da base de assentamento (solo), uma vez ruptura em ambos os casos esteve diretamente relacionada a esta grandeza. São encon1rados, em função da rigidez relativa, resultados indicativos dos modos de falha da fundação, excessiva plastificação do solo em fundações com rigidez relativa alta, e a plastificação armaduras, esmagamento do concreto, formação de fissuras, bielas e confinamento concreto para fundações de rigidez relativa baixa. Na análise numérica, obteve-se resultados importantes com relação ao projeto de fundações. Estes resultados foram cOnITontadoscom normas, destacando-se as discordâncias com relação às recomendações da nonna brasileira Projeto e Execução de Fundações" NBR-6122 (1996) para os diagramas de tensões interface sapata-solo usados no dimensionamento de fundações de concreto armado.

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damasceno_DanielaAndrade_M.pdf: 2682018 bytes, checksum: 7ce33af8b9732384f2d62dd3b6553c3f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho procurou-se desenvolver uma metodologia para análise transiente de sistemas dinâmicos que apresentem acoplamento solo-estrutura. O sistema dinâmico inicialmente é um sistema acoplado, o qual será desacoplado em dois subsistemas. A metodologia desenvolvida é baseada em um método de acoplamento iterativo entre subsistemas, podendo os subsistemas apresentar domínios limitado e ilimitado. Os subsistemas são tratados de forma independente, podendo ser formulados de acordo com as características e necessidades do sistema, seja solo ou estrutura. O sistema dinâmico em analise é um sistema representado por uma fundação com massa, apoiada em um solo modelado como um semi-espaço tridimensional transversalmente isotrópico e viscoelástico. Desacoplando-se o sistema na interface solo-fundação têm-se dois subsistemas, um representado pela fundação com massa, apresentando um domínio limitado, e o outro representando o semi-espaço, apresentando um domínio ilimitado. O subsistema representado pela fundação com massa será formulado pelo Método numérico de Newmark, e o subsistema representado pelo semi-espaço será formulado pela Integral de Convolução, pois a solução em deslocamento está disponível no domínio da frequência, podendo assim utilizar a Transformada Rápida de Fourier para a obtenção da resposta transiente ao impulso do semi-espaço tridimensional / Abstract: The aim of this work is to present a methodology for transient analysis of coupled soil-structure systems. The initially coupled system is uncoupled into two subsystems. The methodology is based on a method of iterative coupling between subsystems, in which each subsystem may be a bounded or an unbounded domain. The subsystems are treated independently and may be formulated according to the characteristics and requirements of the system, soil or structure. The system that is studied in the present work comprises a foundation with mass, resting on the surface of a soil, which is modeled as a three-dimensional, viscoelastic, transversely isotropic half-space. The system is divided at the interface between the soil and the foundation. The first subsystem is the bounded domain comprising the foundation with mass, which is solved by Newmark numerical method. The second subsystem consists of the half-space, for which there is a classical solution in the frequency domain. This solution is used together with a convolution integral scheme to obtain the transient solution that is necessary to the present iterative method / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador : Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T20:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barros_RenatoMarquesde_D.pdf: 12889106 bytes, checksum: ae50d7f1404dacf5b43d8e4007ad231d (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O objetivo do presente trabalho é a síntese de Funções de Green e de Influência no domínio da freqüência para meios transversalmente isotrópicos visco-elásticos. Inicialmente são analisados problemas bidimensionais. A transformada integral de Fourier é aplicada no procedimento de solução, com inversão numérica. Soluções fundamentais para o espaço completo, semi-espaço e meios estratificados horizontalmente são consideradas. Na seqüência são considerados problemas tridimensionais em coordenadas retangulares e cilíndricas nos quais a transformada integral de Hankel com inversão numérica foi empregada. As soluções obtidas foram comparadas com as soluções disponíveis na literatura. Um conjunto de soluções axi-simétricas para o espaço completo, semi-espaço e meio multi-estratificado foi, também, sintetizado. O método da matriz de rigidez dinâmica foi, então, empregado para problemas axi-simétricos e bidimensionais. As soluções encontradas foram validadas com numerosos resultados disponíveis na literatura. As funções de Green e de Influência sintetizadas podem ser incorporadas tanto nas versões direta como indireta do Método dos Elementos de Contorno para a análise do comportamento dinâmico estacionário de meios transversalmente isotrópicos e visco-elásticos / Abstract: The present work synthesizes frequency domain Green and Influence Functions for transversely isotropic visco-elastic continua. Initially the two-dimensional case is treated. The Fourier integral transform is applied in the solution procedure, with numerical inversion. Fundamental solutions for full-space, half-space and horizontally layered media are considered. The stiffness matrix approach is used to obtain solutions for multi-layered media. In the sequence the three-dimensional case is considered. A series of axisymmetric solutions for for full-space, half-space and horizontally layered media are also synthesized. The matrix stiffness approach is also applied to the axisymmetric problem. The Hankel integral transform with numerica1 inversion is applied to the 3D cases. Numerical solutions are validated by comparisons whenever results are available in the literatura. The synthesized Green and Inf1uence Functions may be incorporated in the Direct or Indirect Versions of the Boundary Element Method to analyse the stationary dymanic behavior of transversely isotropic vico-elastic media / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

O objetivo do trabalho é mostrar através de um modelo numérico a importância da consideração da interação estrutura - solo na análise global da estrutura. No modelo de estrutura tridimensional utilizado é considerada a contribuição da rigidez transversal à flexão das lajes, a existência de excentricidades das vigas em relação aos pilares e a hipótese de diafragma rígido no plano horizontal de cada pavimento. Serão consideradas fundações profundas em estacas verticais submetidos à carga de compressão axial ligadas ao bloco suposto rígido, nas quais o efeito de grupo de estacas imersas no solo é calculado considerando a continuidade do solo. A análise da interação do sistema solo – estrutura será feito através dos ajustes das rigidezes de fundações pelo processo iterativo até que ocorra uma certa convergência nos recalques ou nas reações. Com isso, procura-se mostrar que a análise integrada da estrutura e o solo possibilita uma melhor estimativa dos recalques diferenciais e reações nos apoios, assim como a redistribuição dos esforços nos elementos estruturais com o comportamento mais real da interdependência dos esforços entre a estrutura e o solo / The main aim of this work is to use a numerical model for soil – structure interaction and the importance of their consideration in a global structural analysis. For the structure the model considers the contribution of transverse bending stiffness of slabs, the exccentricy of beams in relation to the pile, and the hypothesis of rigid diaphragms in the plane of the slabs. Primary attention is placed on vertically loaded pile under rigid pile cap in which the influence of pile groups imerse in the soil is calculated considering the soil continuity. The analysis of soil – structure interaction is done in an iterative process by adjusting the stiffness of the foundation until a certain preestablished convergence of calculated settlements or load reactions are obtained. In this manner it’s shown that the integrated analysis of the structure and soil medium leads to better results of differential settlements and load reactions of the supports. In the same manner, this analysis procedure leads to a better estimate of the internal forces in the structural elements, showing a more realistic behaviour of interdependence betwen the strucutre and the soil medium

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Geotecnia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2016-02-04T12:22:07Z No. of bitstreams: 2 TESE_AncoragemSoloComportamento_V1.pdf: 7315827 bytes, checksum: 68b8d953f87775c10c75502096c25de8 (MD5) TESE_AncoragemSoloComportamento_V2.pdf: 20633573 bytes, checksum: 7a471631a89c8a385f997b89a005f8cd (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-02-05T11:17:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 TESE_AncoragemSoloComportamento_V1.pdf: 7315827 bytes, checksum: 68b8d953f87775c10c75502096c25de8 (MD5) TESE_AncoragemSoloComportamento_V2.pdf: 20633573 bytes, checksum: 7a471631a89c8a385f997b89a005f8cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T11:17:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE_AncoragemSoloComportamento_V1.pdf: 7315827 bytes, checksum: 68b8d953f87775c10c75502096c25de8 (MD5) TESE_AncoragemSoloComportamento_V2.pdf: 20633573 bytes, checksum: 7a471631a89c8a385f997b89a005f8cd (MD5) Previous issue date: 2015 / Apesar do largo emprego da técnica de ancoragens reinjetáveis e protendidas em obras geotécnicas no Brasil, pouca pesquisa nacional foi realizada sobre a resistência ao cisalhamento de interface solo-tirante e sobre a importância deste parâmetro no desempenho desta técnica na estabilidade de cortinas atirantadas e contenções especiais em geral. Além disso, em função da escassa bibliografia brasileira sobre o mecanismo de transferência de carga solo-bulbo, percebe-se que as obras de contenções especiais no Brasil são dimensionadas muitas vezes por metodologias que não se adequam satisfatoriamente com a realidade do solo nacional, ocasionando projetos que não cumprem o paradigma básico da engenharia que é: “possibilitar a execução de obras econômicas e seguras”. Neste sentido, busca-se, com esta tese, propor uma metodologia semiempírica simplificada via web para previsão de análise comportamental de ancoragens em obras geotécnicas, tanto em termos de controle tecnológico de obras de contenção, como estimativa de capacidade de carga geotécnica de ancoragens. Os dados técnicos necessários para o desenvolvimento deste trabalho foram obtidos a partir de ensaios de recebimento, qualificação e básico executados nos estados de São Paulo e Minas Gerais em conformidade com a NBR 5629. Pretende-se, portanto, neste trabalho, iniciar uma discussão sobre as diversas metodologias existentes para avaliar a capacidade de carga geotécnica de tirantes, bem como sua aplicação prática no dia a dia do engenheiro, através de um aplicativo web, garantindo, assim, um melhor controle de qualidade das ancoragens no Brasil. Embora a metodologia semiempírica simplificada apresentada nesta pesquisa tenha sido feita com base em um número restrito de ensaios, entende-se que a mesma pode ser generalizada e aprimorada ao longo do tempo com a inserção de novos ensaios e sistemática de análises diferentes. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Despite the wide use of injection technique and prestressed anchors in geotechnical works in Brazil, very little genuinely national survey was conducted on resistance to soil interface shear rod and the importance of this parameter in the performance of this technique on the stability of cable-stayed curtains and special restraints in general. In addition, due to the scarce Brazilian literature on the ground-bulb load transfer mechanism realizes that the special works of contention in Brazil are often scaled by methods that do not fit well with the reality of national soil, causing projects that do not meet the basic paradigm of engineering that is "Enabling the execution of economic and safe work". In this sense, we try to, with this thesis, propose a simplified semi-empirical methodology via web to predict behavioral analysis anchors in geotechnical works, both in terms of technological control containment works, as estimates of geotechnical load capacity anchorages. The technical data necessary for the development of this study were obtained from receiving testing, qualification and basic run in the states of São Paulo and Minas Gerais in accordance with the NBR 5629. It is intended, therefore, in this work, start a discussion on the various existing methodologies to assess the geotechnical load capacity rods, as well as their practical application in everyday engineer, through a web application, thus ensuring a better quality control of anchors designed and executed in Brazil. Although the simplified semi-empirical methodology presented in this research has been done on the basis of a limited number of tests, it is understood that it can be generalized and improved over time with the inclusion of new tests and systematic analysis of different.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-10-10T15:57:03Z No. of bitstreams: 1 154381.pdf: 2214709 bytes, checksum: 0a740be3ae1d2478dc6dc33016d2a9fd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-10T15:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 154381.pdf: 2214709 bytes, checksum: 0a740be3ae1d2478dc6dc33016d2a9fd (MD5) Previous issue date: 1980-12 / Na Análise Estrutural de Plataformas Offshore Fixas, é usual representar o solo por molas (chamadas também de molas de Winkler), cujo comportamento não linear é definido por curvas força-deformação, provenientes de ensaios de laboratório ou através de testes de provas de carga de estacas em escala real. O método de solução de Winkler consiste então, em colocar em cada extremo do segmento da estaca uma mola representando o comportamento axial e lateral do solo. A Norma API define a relação força-deformação do solo para estacas carregadas lateralmente, através das curvas "P-Y". No entanto, a relação força-deformação do solo para estacas carregadas axialmente, não está definida pela Norma. É necessário então, utilizar curvas que representem a transferência de carga ao solo em função da profundidade, proveniente de ensaios realizados por diferentes autores. Este esquema de cálculo dá excelentes resultados numéricos, quando as molas não estão muito afastadas uma da outra. No entanto, para Plataformas de grande porte o método de solução de Winkler aumenta excessivamente o número de graus de liberdade necessários à Análise Estrutural. O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo alternativo de cálculo para reduzir o número de graus de liberdade imposto pela solução de Winkler. Com esta finalidade é obtida uma Matriz de Rigidez para o Sistema Estaca-Solo, proveniente da integração da equação diferencial que controla o estado de tensões do Sistema. O cálculo da resposta estrutural levando em conta a não linearidade do solo é feita através do método iterativo de Newton-Raphson. Finalmente é comparado o modelo numérico proposto neste trabalho, com a solução convencional de Winkler, indicando em cada caso o campo de aplicação e os testes de convergência de cada solução. / Winkler springs are used to represent soil in the Structural Analysis of Offshore Platforms. The soil characteristics for the non-linear soil behaviour are obtained from laboratory tests or using full scale loaded piles. The API Code through the "P-Y" curves, defines the stress-strain soil characteristics for laterally loaded piles. Although, the stress-strain relationship for axial behaviour is not well defined by the Codes, a set of curves called the "T-Z" curves, are used in the Analysis of Axially loaded piles. These curves were obtained from full scale axially loaded piles as a function of depth and the skin friction to undrained shear strength ratio. The Winkler method usually works out well, for a close Winkler spring distribution. However a deep water Offshore Fixed Platform-foundation analysis by the Winkler solution, excessively increases the number of degrees of freedom. Applying Galerkin Techniques a stiffness matrix for the pile, including the soil properties, is developped, based on the integration of the differential equations for axial and lateral behaviour. The structural response is obtained using the iterative Newton-Raphson method. The results obtained for the soil-pile stiffness matrix are plotted against the Winkler solution to compare and test the numerical results provided by this method.

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-09T21:40:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramalho_DeniseAlves_M.pdf: 10823264 bytes, checksum: 8b25eba0e7c26b9c543a70020d208299 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho é estender e melhorar a análise dinâmica de um sistema rotorfundação-solo através da inclusão de modelos distintos de perfis de solo. Obtém-se a resposta desbalanceada de um rotor Laval (Jeffcott) simples bidimensional com mancais rígidos. O rotor é colocado sobre uma fundação de bloco rígido. Os perfis de solo incluem o modelo clássico de semi-espaço e o modelo de solo sobre base rígida. Em particular, uma camada sobre base rígida com diferentes valores de profundidade será considerada. A resposta dinâmica do solo é obtida no domínio da freqüência. O mecanismo de amortecimento interno do solo é considerado. Vários estudos paramétricos são realizados para avaliar o papel da espessura da camada do solo, do coeficiente de amortecimento do solo, da inércia da fundação e da altura dos mancais na resposta ao desbalancemento do rotor. Acredita-se que a análise deste modelo simples de rotor-fundação-solo ajudará a esclarecer o papel dos parâmetros mencionados na resposta dinâmica do rotor / Abstract: The aim of the present work is to extend and improve the dynamic analysis of a rotorfoundation-soil system by including the modelling of distinct soil profiles. The unbalance response of a simple two-dimensional Laval (Jeffcott) rotor with rigid bearings is performed. The rotor is attached to a rigid strip foundation (block foundation). The soil profiles, on the other hand, include the classical half-space but also stratified soils. In particular, a layer with various depths over a bedrock will be considered. The soil¿s dynamic response is furnished in terms of frequency dependent complex impedances. The soil internal damping mechanism is also addressed by making the soil a viscoelastic continuum. A series of parametric studies are perfomed to assess the role of soil layer thickness, soil internal damping coefficient, foundation inertia and bearing height on the rotor unbalance response. It is believed that the analysis of this simple otor-foundation-soil model will help to clarify the role of the mentioned parameters on the rotor dynamic response / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T12:39:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barros_PersioLeisterdeAlmeida_D.pdf: 52684312 bytes, checksum: 099f420beff1d48fc4ebabf67abe7b07 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho apresenta a dedução de funções de Green e de influência para cargas dinâmicas harmônicas no tempo, no estado plano de deformação, aplicadas sobre meios elásticos homogêneos transversalmente isotrópicos. São apresentadas e analisadas soluções para os casos de cargas aplicadas sobre a superfície e no interior de um meio elástico semi-infinito, sobre uma camada elástica apoiada sobre uma base rígida e para cargas aplicadas no interior do espaço infinito. Os resultados aqui obtidos demonstram que a anisotropia do material tem grande influência no seu comportamento. Para estas soluções é demonstrada a existência de uma singularidade do tipo logarítmico nos deslocamentos no ponto de aplicação da carga concentrada. São também desenvolvidas soluções para os casos em que o eixo de simetria elástica do material não coincide com qualquer dos eixos do sistema de coordenadas globais do problema. Analisa-se a influência que a inclinação do eixo de simetria elástica tem no comportamento do meio. Utilizando as funções de influência são desenvolvidas implementações não singulares do Método dos Elementos de Contorno segundo as formulações direta e indireta para a análise geral de problemas de valor de contorno da elastodinâmica de meios transversalmente isotrópicos. Estas implementações evitam a singularidade da funções, de Green utilizando em seu lugar funções de influência deduzidas para cargas distribuídas. A análise da interação solo-estrutura é realizada através da aplicação dessas formulações direta e indireta do Método dos Elementos de Contorno. São implementados programas que fornecem a resposta dinâmica de fundações rígidas apoiadas na superfície do meio elástico, fundações rígidas parcialmente engastadas no meio elástico e estruturas rígidas enterradas. Os métodos de análise aqui desenvolvidos se constituem numa extensão para o caso de materiais transversalmente isotrópicos de métodos anteriormente disponíveis apenas para a análise do comportamento de materiais isotrópicos / Abstract: This work presents the deduction of Green's and infiuence functions for time harmonic dynamic loads applied to transversely isotropic elastic media for the two dimensional case. Solutions for loads applied on the surface and in the interior of an elastic half-space, as well as for loads applied to the surface of an elastic layer resting over a rigid stratum and for loads applied in the interior of an elastic full-space are presented and analyzed. The results obtained herein show that the material anisotropy has a significant infiuence on the medium response. The existence of a logaritmic singularity for the displacement kernels of the stationary anisotropic fundamental solution is demonstrated. Solutions are also developed for the case in which the axes of symmetry of the transversely isotropic medium do possess an inclination with respect to the axes of the global coordinate system. The infiuence of this inclination on the medi um response is analysed. Non-singular implementations of the Boundary Element Method by the direct and the indirect approches are developed using these infiuence functions. These implementations are suited to analyse general elastodynamic boundary value problems of transversely isotropic media. These formulations avoid the Green's functions singularity by using the infiuence functions developed for distributed loads. The dynamic soil-structure interaction is analyzed by the application of the BEM formulations and imposing rigid body displacement constraints and equilibrium conditions to the structure. Various programs for computing thess responses are developed for rigid strip foundations resting on the soil surface, for rigid strip foundations partially embedded in the soil and for completely burried rigid structures. The analysis methods developed represent an extension to the tranversely isotropic case of several existing methods that can deal only with completely isotropic material / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica