Análise estrutural de uma tomada d'água em concreto armado

Abstract

The hydropower water intake is a reinforced concrete component present in hydroelectric plants and has the function of capturing water from the reservoir to feed the hydraulic generation circuit. This study compares the results of the obtained between two structural analysis procedures, the simplified calculation process with the assistance tables, and the finite element method through computational modeling and linear analysis in software. In both procedures, the analyzes are limited to the flexural behavior of the plate, subjected to loads perpendicular to its plane. Furthermore, loading conditions are determined to identify the loading combinations for each case and the respective enhancement coefficients. In the calculation by tables, simplifications are carried out in the triangular loads from the earth pressure and water pressure. Values of bending moments and maximum displacements are obtained for each discretized slab element. The results present variations between the bending moments and the largest occur in slabs subjected to simplification of loads and geometry.

A tomada d’água é um componente em concreto armado presente em centrais hidrelétricas e tem a função de captar água do reservatório para alimentar o circuito hidráulico de geração. Este trabalho compara os resultados obtidos entre dois procedimentos de análise estrutural, o processo de cálculo simplificado, com auxílio das tabelas, e o método dos elementos finitos, através da modelagem e análise linear em software. Em ambos os procedimentos, as análises se limitam ao comportamento da placa à flexão, sujeita a cargas perpendiculares ao seu plano. Além disso, condições de carregamentos são determinadas com o objetivo de identificar as combinações de carregamento para cada caso e os respectivos coeficientes de majoração. No cálculo por tabelas, são realizadas simplificações nos carregamentos triangulares provenientes do empuxo de terra e água. São obtidos valores de momentos fletores e deslocamentos máximos para cada elemento de laje discretizado. Os resultados obtidos apresentam diferenças entre os momentos fletores, sendo que as maiores ocorrem nas lajes submetidas à simplificação das cargas e de geometria.