Análise de edifícios considerando a interação solo-estrutura

Abstract

Na análise estrutural a hipótese de apoios indeslocáveis vem sendo utilizada há muitos anos devido a sua simplicidade, mas com o avanço do poder de processamento dos computadores, análises mais detalhadas dos projetos tendem a ser cada vez mais frequentes. Ao considerar a presença do solo ocorre um aprimoramento do projeto, de modo que os esforços atuantes e os deslocamentos da estrutura são melhor representados. Neste trabalho será dado enfoque aos procedimentos que podem ser utilizados para levar em consideração os efeitos da interação solo-estrutura (ISE) na análise estrutural de edificações. A título de comparação, serão avaliados modelos que consideram a estrutura sobre apoios indeslocáveis e modelos que simulem fundações por sapatas e por estacas. Um dos métodos mais simples utilizados para simular o efeito do solo e da fundação é substituí-los por molas, entretanto é necessário ter um cuidado na escolha dos coeficientes de mola usados ao fazer esta simplificação para que o modelo numérico represente adequadamente o fenômeno. Para o caso particular de sapatas, seguindo as formulações apresentadas pela bibliografia, foi desenvolvido o software ISE MEH para a determinação do coeficiente de reação vertical para solos constituídos por diferentes camadas. São apresentados comparativos em termos de análise da estabilidade global entre os modelos que consideram a hipótese de apoios indeslocáveis e modelos que levam em conta a ISE, estudos sobre as variações que ocorrem nos valores dos esforços dos elementos estruturais e comportamento do recalque dos apoios da estrutura. Apresentam-se ainda recomendações práticas para a consideração da ISE em projetos de estruturas de concreto armado.

In the structural analysis, the fixed support hypothesis has been used for many years because of its simplicity, but with the improvement of the computers’ processing power, improved analysis of the projects tends to be more frequent. When the subgrade is considered the design turns in an improved one, as a consequence the acting forces and displacements of the structure are better represented. This conclusion project is going to focus in procedures that can be used to incorporate the effects of soil-structure interaction (SSI) in the structural analysis. As a matter of comparison are going to be evaluated different models considering the structure on fixed supports and models that simulate foundations by footing and piles. One of the simplest methods used to simulate the effect of soil and foundation is to replace them for springs, however, to guarantee that the numerical model will adequately represent the phenomenon, its necessary an attention on the determination’s process of the coefficients that are going to be used in these springs. For the particular case of footing foundations, according to the formulations shown in the bibliography, it has been developed the ISE MEH software for determining the vertical reaction coefficient for a soil compounded by different layers. Analyzes’ comparatives of the models’ global stability are going to be shown considering the fixed supports hypothesis and models that considers the SSI. Studies about distortions and variations of the efforts’ value of structural elements and the settlements behavior in the structure support, also are going to be discussed. As a conclusion, some practical recommendations for consideration the SSI in design of reinforced concrete structures are going to be presented.