[pt] O estudo de estacas semi-enterradas tem grande importância
na construção civil devido principalmente à sua ampla
aplicação em diversas áreas da engenharia. O presente
trabalho tem como objetivo obter uma solução exata para as
freqüências naturais e modos de vibração dessas estacas e,
com base nestes resultados, analisar o comportamento do
sistema não-linear. A análise das vibrações lineares parte
da obtenção de um funcional de energia e dedução das
equações diferenciais parciais de movimento para o trecho
enterrado e desenterrado e a determinação das diversas
famílias de soluções para cada equação de movimento em
função dos parâmetros adimensionais característicos do
problema. Essa solução exata possibilita mostrar a
influência dos parâmetros de carregamento, de rigidez da
fundação, da altura da fundação e das condições de apoio
nas freqüências naturais e modos de vibração. A não-
linearidade do problema é originária da geometria da
estrutura e a sua consideração implica na obtenção de
equações diferenciais não-lineares. A resolução destas
equações é feita de forma aproximada, empregando-se o
método de Ritz para discretizar a coluna no espaço e os
métodos de Galerkin-Urabe e do Balanço Harmônico para
resolver as equações de movimento resultantes do processo
de discretização. Com base nestes resultados, analisa-se a
influência dos parâmetros físicos e geométricos do sistema
coluna-fundação nas vibrações livres e forçadas da estaca. / [en] The study of partially embedded piles is an important topic
in civil engineering due to its use in several engineering
fields. The aim of the present work is to derive an exact
solution for the natural frequencies and vibration modes
of these piles and, based on these results, to analyze the
nonlinear behavior of the column-foundation system. In
order to study the free vibration problem, the energy
functional of the system is obtained, allowing the
derivation of the partial differential equations of motion
for the buried and unburied parts of the pile. The possible
solutions of these equations are then obtained as a
function of a set of non-dimensional parameters
characteristic of the problem. The consideration of
the geometric nonlinearity of the beam leads to a set of
nonlinear differential equations. The solution of these
equations is obtained by employing the Ritz method to
discretize the column in space and the methods of Galerkin-
Urabe and Harmonic Balance to derive an approximate
solution for the resulting equations of motion. Based on
these results, the influence of the geometrical and physical
parameters of the column-foundation system on the free and
forced non-linear vibrations of the pile is analyzed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:5935 |
| Date | 18 February 2005 |
| Creators | ANTONIO EDUARDO GONCALVES SAMPAIO |
| Contributors | PAULO BATISTA GONCALVES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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