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Análise da interação solo-estrutura via acoplamento MEC-MEF; Analysis of soil-structure interaction using BEM-FEM coupling

Ribeiro, Dimas Betioli
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 08/04/2005 Português
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98.10217%
O objetivo central deste trabalho é o estudo da interação do solo com a estrutura. Para tanto, são introduzidos mais recursos na ferramenta numérica desenvolvida no trabalho de Almeida (2003a). O solo é modelado pelo método dos elementos de contorno (MEC) tridimensional, aplicando a solução fundamental de Kelvin. É possível analisar problemas nos quais o solo é composto por camadas de diferentes características físicas, apoiadas em uma superfície de deslocamento nulo e enrijecidas por elementos de fundação, também modelados pelo MEC tridimensional. A superestrutura tridimensional, diferentemente do modelo utilizado em Almeida (2003a), é simulada pelo método dos elementos finitos (MEF), sendo composta por elementos planos e reticulares com seis graus de liberdade por nó. Também é introduzido no programa o recurso de simular um número qualquer de blocos, modelados pelo MEC tridimensional, apoiados sobre o solo. Estes blocos podem ser utilizados como elementos de fundação para o edifício, permitindo estudar a interação do solo em conjunto com os blocos e o edifício. São analisados alguns exemplos, nos quais é validada a formulação empregada e é demonstrada a necessidade de se considerar a interação do solo com a estrutura em problemas práticos de engenharia; The main objective of this work is to study the soil structure interaction problem. For such...

Programa para análise da interação solo-estrutura no projeto de edifícios ; Soil-structure interaction analyzing program in the building design

Colares, George Moura
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 14/02/2006 Português
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97.91308%
Apresenta-se uma ferramenta para análise de edifícios de concreto armado assentados sobre sapatas, capaz de avaliar os efeitos decorrentes da deformabilidade do maciço de solos nas peças da superestrutura (lajes, vigas e pilares) e nos elementos estruturais de fundação (EEF). O software possibilita uma análise mais refinada das solicitações e, conseqüentemente, do real comportamento mecânico da estrutura. O programa ISE (Interação Solo-Estrutura), desenvolvido em linguagem FORTRAN, realiza o cálculo dos deslocamentos segundo o método proposto por Aoki & Lopes em 1975, que por sua vez faz uso das equações apresentadas por Mindlin em 1936, com base na teoria da elasticidade. Devido à grande variabilidade, o solo é tratado como meio heterogêneo, recorrendo-se ao procedimento sugerido por Steinbrenner, em 1934, para cálculo de recalques em meios estratificados. O método dos elementos finitos (MEF) é empregado na modelgagem dos EEF como elementos de casca planos, para determinação das componentes de deslocamento u, v e w. A compatibilização de deslocamentos, na região de contato entre a superfície de assentamento e a face inferior das sapatas, é condição necessária e suficiente para garantir o equilíbrio e a continuidade. Com o intuito de tornar mais amigável o uso do código computacional...

Alguns aspectos dos efeitos da interação solo-estrutura em edifícios de múltiplos andares com fundação profunda; Some aspects of the effect soil – structure interaction for multistory buildings on deep foundations

Iwamoto, Roberto Kunihiro
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 12/12/2000 Português
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88.11742%
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...

Interação solo-estrutura de grupo de edifícios com fundações superficiais em argila mole; Soil–structure interaction of a group of buildings on shallow foundations in soft clay soils

Reis, Jeselay Hemetério Cordeiro dos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/04/2000 Português
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87.8773%
Neste trabalho estuda-se a interação solo-estrutura de grupo de edifícios com fundações superficiais, em maciço de solos de argila mole. O comportamento ao longo do tempo da argila mole é analisado com o modelo reológico de Kelvin. Os parâmetros do modelo são determinados através do ajuste entre as curvas recalque – tempo do modelo e as curvas medidas em três prédios, construídos simultaneamente, na cidade de Santos/SP - Brasil. O estudo da interação solo–estrutura entre os edifícios do grupo e o maciço de solos utilizou a metodologia de CHAMECKI (1956), onde a superestrutura é modelada como pórtico espacial elástico linear e, o solo é modelado como meio elástico estratificado conforme AOKI e LOPES (1975). Estudos paramétricos demonstram a influência da rigidez da estrutura, do efeito de grupo entre as fundações superficiais, do processo construtivo e das construções vizinhas, na configuração final dos recalques; This work presents a methodology for the soil-estructure interaction analysis of a group of buildings on shallow foundations in soft clay soils. The long term behavior of clay is modeled by Kelvin’s rheological model. Model parameters is evaluated by back-analysis of measured settlement – time curves. The soil–estructure interaction is based on CHAMECKI (1956) model...

Estabilidade global de edifícios sobre fundações profundas, considerando a interação estrutura-solo; Global stability of buildings on deep foundations considering the soil structure interaction

Jordão, Darcília Ruani
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/08/2003 Português
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98.05723%
Apresenta-se uma metodologia para análise de interação solo-estrutura aplicada ao estudo da estabilidade global de estruturas de concreto armado sobre fundações profundas. A metodologia de análise de interação solo-estrutura consiste num processo iterativo no qual, inicialmente, determinam-se as reações da superestrutura, considerando os apoios indeslocáveis. Com estas reações, por meio do programa EDRR, calculam-se os deslocamentos dos blocos de fundação. Com as reações e estes deslocamentos calcula-se os coeficientes das molas que substituirão os apoios fixos da superestrutura, cujas reações são recalculadas. Repete-se o processo até que as reações de duas iterações consecutivas sejam aproximadamente iguais. O programa EDRR (estaqueamento, deslocamento horizontal, recalque, rotação), elaborado em linguagem FORTRAN, determina os esforços no estaqueamento através de análise matricial considerando a reação horizontal do solo. Os deslocamentos horizontais e rotações são calculados através da teoria de viga sobre apoio elástico, enquanto os recalques no maciço de solos são calculados considerando o efeito de grupo através da continuidade do meio. Através de exemplos de casos reais, com medida de recalques...

Interação solo-estrutura em edifícios com fundação profunda: método numérico e resultados observados no campo; Soil-structure interaction in buildings with deep foundation: numerical method and results observed in field

Mota, Magnólia Maria Campêlo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 21/10/2009 Português
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98.19085%
Considera-se neste trabalho o projeto de estruturas de concreto para edifícios de múltiplos andares, com fundação profunda, levando-se em conta a interação solo-estrutura. Essa interação é analisada por meio de um método numérico em que a superestrutura (lajes, vigas e pilares) e os elementos estruturais de fundação (blocos e estacas) são considerados uma estrutura única, modelada pelo método dos elementos finitos e implementada no código computacional PEISE (Pórtico Espacial com Interação Solo-Estrutura), desenvolvido nesta pesquisa. O maciço de solos é representado por um modelo geotécnico proposto por Aoki e Lopes, em 1975, que utiliza a solução de Mindlin para o cálculo de deslocamentos em meio semi-infinito, elástico, contínuo e isótropo, e que considera a existência de uma superfície indeslocável, abaixo da qual as deformações do maciço podem ser desprezadas. A resposta elástica da interação solo-estrutura é subordinada a valores limites, observados em ensaios de capacidade de carga das estacas. Como forma de validar o programa e mostrar sua aplicação em problemas práticos de engenharia, resultados de exemplos foram comparados com os obtidos por outras metodologias presentes na literatura. Também...

Análise não linear geométrica do acoplamento solo-estrutura através da combinação MEC-MEF; Non linear geometric analysis of soil-structure interaction via BEM/FEM coupling

Silva, Wagner Queiroz
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/02/2010 Português
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98.01793%
Neste trabalho foi desenvolvida uma formulação alternativa para o acoplamento entre o método dos elementos de contorno (MEC) e o método dos elementos finitos (MEF) para análise não linear geométrica de estruturas reticuladas ligadas a meios contínuos bidimensionais heterogêneos, aplicado a problemas de interação solo-estrutura. O solo foi considerado com comportamento elástico linear e modelado via MEC por meio de uma formulação alternativa à clássica técnica de sub-região permitindo a consideração de múltiplas inclusões mais ou menos rígidas do que o material padrão e de linhas de carga internas aos domínios. Este código foi então acoplado ao programa AcadFrame, baseado no MEF posicional para análise não linear geométrica de pórticos com consideração de cinemática exata. O acoplamento numérico foi realizado por meio de uma formulação algébrica onde a matriz de rigidez do solo e a força de contato são condensadas e somadas à matriz e ao vetor de forças internas da estrutura a cada iteração no processo de Newton-Raphson. Em ambos os programas foi utilizada uma generalização do grau de aproximação dos elementos através dos polinômios de Lagrange, o que permite a utilização de elementos curvos de alta ordem. Foi utilizada ainda a técnica dos mínimos quadrados para reduzir as oscilações de forças de superfície no contato. Os resultados obtidos de forma geral são bastante satisfatórios e comprovam a eficiência da formulação. O trabalho permite a análise de problemas de edificações apoiadas sobre solos estratificados com múltiplas inclusões e linhas de carga. Permite tanto a análise de elementos apoiados diretamente sobre o solo (sapatas...

Estudo e aplicação de um elemento de contorno infinito na análise da interação solo-estrutura via combinação MEC/MEF; Study and application of an infinite boundary element for soil-structure interaction analysis via FEM/BEM coupling

Ribeiro, Dimas Betioli
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 26/03/2009 Português
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98.03918%
Neste trabalho, é desenvolvido um programa de computador para a análise estática e tridimensional de problemas de interação solo-estrutura. O programa permite considerar várias camadas de solo, cada qual com características físicas diferentes. Sobre este solo, o qual pode conter estacas, podem ser apoiados diversos tipos de estruturas, tais como placas e até um edifício. Todos os materiais considerados são homogêneos, isotrópicos, elásticos e lineares. O solo tridimensional é modelado com o método dos elementos de contorno (MEC), empregando as soluções fundamentais de Kelvin e uma técnica alternativa na consideração do maciço não-homogêneo. Esta técnica, que é uma contribuição original deste trabalho, é baseada no relacionamento das soluções fundamentais de deslocamento dos diferentes domínios, permitindo que sejam analisados como um único sólido sem a necessidade de equações de equilíbrio e compatibilidade. Isso reduz o sistema de equações final e melhora a precisão dos resultados, conforme comprovado nos exemplos apresentados. Para reduzir o custo computacional sem prejudicar a precisão dos resultados, é utilizada uma malha de elementos de contorno infinitos (ECI) nas bordas da malha de ECs para modelar o comportamento das variáveis de campo em longas distâncias. A formulação do ECI mapeado utilizado é outra contribuição original deste trabalho...

Sobre análise não linear geométrica de edifícios considerando o empenamento dos núcleos estruturais e a interação solo-estrutura; On geometric nonlinear analysis of tall buildings structures considering the warping of the structural cores and the soil-structure interaction

Silva, Wagner Queiroz
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/12/2014 Português
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97.90386%
Neste trabalho foi desenvolvido um modelo para análise tridimensional não linear geométrica de edifícios considerando a influência de todas as partes componentes do sistema estrutural, incluindo a ligação núcleo-laje e o solo de fundação. Pilares e vigas são modelados com elementos finitos de barra com seção transversal de forma qualquer, enquanto as lajes são modeladas por elementos finitos de casca. Ambos consideram o comportamento não linear geométrico e adotam como graus de liberdade posições nodais e vetores generalizados ao invés de deslocamentos e rotações, sendo também considerado para o elemento de barra o grau de liberdade de empenamento da seção. Apresenta-se uma estratégia cinemática para o acoplamento de topo entre os elementos de casca e a seção dos elementos de barra, gerando assim um elemento de núcleo com diafragma. O acoplamento se dá através de uma matriz de incidência cinemática responsável por inserir na Hessiana e no vetor de forças internas do elemento de barra que discretiza o núcleo as contribuições de elementos de casca a ele conectadas. Admite-se para os materiais do edifício a lei constitutiva elástico-linear de Saint Venant-Kirchhoff e a não linearidade geométrica é considerada através de uma formulação Lagrangiana total com cinemática exata. A flexibilidade dos apoios é considerada através de uma matriz de rigidez do sistema solo-fundação. Esta matriz é calculada em outro programa de acoplamento entre o Método dos Elementos de Contorno e o Método dos Elementos Finitos por meio de uma estratégia numérica baseada...

Analise dinamica da interação solo-estrutura para estruturas superficiais utilizando a transformada implicita de Fourier (ImFT); Dynamic analysis of soil-structure interaction for surface structures using the implicit Fourier transform (ImFT)

Ulises Bobadilla Guadalupe
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/02/2008 Português
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98.05524%
As características que determinam o comportamento de uma estrutura sob carregamento dinâmico são as massas dos vários elementos, a rigidez dos seus membros e a dissipação de energia. Para avaliar corretamente a resposta dinâmica de uma estrutura levando em conta os efeitos da interação, é necessário incorporar as propriedades dinâmicas do solo dentro da formulação matemática do modelo físico adotado. Referido à superestrutura, os efeitos da interação alteram a resposta estrutural final, devido à inter-relação dinâmica entre o movimento do solo e o movimento da base de fundação. Conseqüentemente, se primeiro se avalia o movimento da base de fundação [produto da interação solo-estrutura (SSI)], a resposta estrutural final poderá ser resolvida depois via análise modal da superestrutura. Esta conceituação é utilizada no presente trabalho. Aqui, todo o processo de análise é feito no domínio da freqüência. A resposta estrutural é avaliada através da chamada Transformada Implícita de Fourier (ImFT), implementando-se para isto um algoritmo computacional que avalia a resposta dinâmica utilizando a ImFT eficientemente. A ImFT é uma avaliação racional das matrizes envolvendo as transformadas discretas de Fourier (DFT)...

Análise transiente de sistemas com interação solo-estrutura através de técnicas de acoplamento iterativo; Transient analysis of systems with soil-structure interaction through iterative coupling techniques

Daniela Andrade Damasceno
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 27/02/2013 Português
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87.85537%
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...

Buckling analysis of high-temperature pressurized pipelines with soil-structure interaction

Einsfeld,R. A.; Murray,D. W.; Yoosef-Ghodsi,N.
Fonte: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas - ABCM Publicador: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas - ABCM
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/04/2003 Português
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87.7098%
High-temperature pressurized pipelines design requires special attention, as restrained thermal stresses are high. Due consideration should be given to thermal expansion, as stresses in bends of expansion loops are significant. Also, the modelling of the soil-pipe interaction using soil characteristics, especially friction and lateral resistance, is important when analyzing high-temperature pipelines. This paper describes a numerical procedure for the analysis of global and local buckling behavior of high temperature pressurized buried pipelines. Results of finite element calculations are presented and discussed.

Análise da interação solo-estrutura através do emprego conjunto dos métodos dos elementos de contorno e elementos finitos; Soil-structure interaction analysis by the coupling of Boundary Element Method (BEM) and Finite Element Method (FEM)

Cavalcanti, Daniel Jatobá de Holanda
Fonte: Universidade Federal de Alagoas; BR; Estruturas; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; UFAL Publicador: Universidade Federal de Alagoas; BR; Estruturas; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; UFAL
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
Português
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98.01257%
In this work, it is proposed a mechanical behavior analysis of the soil-structure interaction from the development of a computational code using a coupling static formulation of Boundary Element Method (BEM) and Finite Element Method (FEM) for the displacements and stress calculation in structures in contact to the half space. Thus, it is intended to model the structure using the bending plate finite element DKT (discrete Kirchhoff triangle) and applying the concepts of the Boundary Element Method (BEM) formulation to model the soil, considered as a half- infinite and/or infinite space and using Kelvin s fundamental solution. The coupling between the media is done using the sub-regions technique. From the computational code development some practical examples of engineering are implemented, such as: soil-structure interaction analysis in superficial and buried plate foundations and others engineering structures, study on the behavior of a half- infinite space from the application of a distributed and concentrated load, analysis of bodies submitted to bend and traction, among others applications.; Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas; Neste trabalho, propõe-se a análise do comportamento mecânico da interação solo -estrutura a partir do desenvolvimento de um código computacional utilizando-se uma formulação estática conjunta do Método dos Elementos de Contorno (MEC) e do Método dos Elementos Finitos (MEF) para o cálculo de deslocamentos e tensões em estruturas em contato com o meio semiinfinito. Assim sendo...

Aplicação do acoplamento entre o método dos elementos de contorno e o método dos elementos finitos para a análise bidimensional da interação solo-estrutura; Application of the coupling between the boundary element method and the finite element method for analysis of the bidimensional soil-structure interaction

Vieira, Camila de Sousa
Fonte: Universidade Federal de Alagoas; BR; Estruturas; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; UFAL Publicador: Universidade Federal de Alagoas; BR; Estruturas; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; UFAL
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
Português
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97.9915%
This study aims the development of a computational tool used to analyze two dimensional problems of soil-structure interaction, where soil is modeled by Boundary Element Method (BEM) and structures are treated by the Finite Element Method (FEM). Fundamental solutions of Kelvin 2D and Melan to BEM are implemented, where boundary elements with linear approximation are used. Structures modeled with FEM are discretized with two-dimensional frame finite elements. Coupling among media is done using the sub-region technique, where conditions of compatibility of displacements and equilibrium of tractions are applied to the interfaces between various sub-regions. Both soil and structures are considered as composed of homogeneous, isotropic, elastic and linear materials. However, sub-region technique allows the soil to be considered as stratified. Application for various acting loads, on structure or on soil, are considered slow, therefore the proposed analyses are statics. Examples are presented using the developed computational code.; Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas; O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para analisar problemas bidimensionais de interação solo-estrutura...

Análise da interação solo-estrutura em edifícios sobre estacas; Analysis of soil-structure interaction in buildings on cuttings

ARAÚJO, Adrianne Carvalho de
Fonte: Universidade Federal de Goiás; BR; UFG; Mestrado em Geotecnia e Construção Civil; Engenharias Publicador: Universidade Federal de Goiás; BR; UFG; Mestrado em Geotecnia e Construção Civil; Engenharias
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
Português
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97.99702%
The joined structure-foundation analysis of buildings is one of the studied themes of Soil- Structure Interaction (SSI). In this research, a numerical tool was developed using the Matlab program to evaluate the soil-structure interaction in buildings, where the problem has been studied in the last years, but has not became a current practice in civil engineering. The developed program, here named as AIEFE, predict the settlement using the Aoki and Lopes (1975) method, using as input data the reaction loads of building columns, calculated in any subroutine of spatial-portico analysis. The commercial program TQS was chosen as this subroutine in the present research. The found foundation settlements were converted in stiffness values and, then, inputted again in the structural analysis, predicting new settlements, but no more considering the foundations as fixed points . The method is iterative, aiming to reach the settlement (or load) convergence. Two examples of buildings supported by piled foundations were analyzed. The first one presented an almost square plant and the other one was typically rectangular. The SSI effects were analyzed in terms of column loads and also stiffness and foundations settlements during the constructive process of the 15-levels studied cases. During the construction of the first building levels...

Análise da interação estaca-solo-superestrutura com o acoplamento MEC-MEF; Pile-soil-superstructure interaction using BEM-FEM coupling

Ramos, Ana Paula Ferreira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 26/09/2013 Português
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88.14484%
Fundações do tipo radier estaqueado são aquelas formadas pelos elementos estruturais de placa e estacas (elementos de barras) e o solo . Ao contrário de outras tipos de fundações, onde a carga da superestrutura é transferida ao solo pelo radier ou pelas estacas apenas, no radier estaqueado a contribuição das estacas, bem como a do radier são consideradas. As estacas transferem as cargas da superestrutura ao solo e, assim, permitem a redução dos recalques de uma forma muito econômica. O objetivo do presente trabalho é a análise da interação solo-estrutura através do acoplamento MEC-MEF. O solo é considerado um semi-espaço homogêneo, elástico e linear governado pela equação de Navier e modelado pelo Método dos Elementos de Contorno (MEC), admitindo a solução fundamental de Mindlin. As estacas são modeladas pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) e cada elemento possui quatro nós. Além disso, as estacas podem receber forças horizontais, verticais e momentos. A tensão de cisalhamento ao longo da estaca é aproximada por um polinômio do segundo grau e as forças na direção horizontal são aproximadas por um polinômio do quarto grau. O elemento de fundação que faz a ligação do pilar com a estaca é representado por uma placa de grande rigidez...

Análise da interação solo-estrutura aplicada a riser rígido em catenária através da formulação co-rotacional; Analysis of the soil-structure interaction applied to steel catenary riser using corotational formulation

Leonardo Machado Antonio
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 08/06/2011 Português
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97.91423%
A explotação de petróleo em ambientes off-shore possui inúmeras dificuldades, dentre as quais lâminas d'águas cada vez mais profundas. Neste contexto, as linhas submarinas são componentes de grande importância nesta atividade, pois estabelecem a comunicação entre as unidades de produção e os equipamentos submarinos. Este trabalho estuda a interação solo-estrutura de risers rígidos em catenária utilizando a formulação co-rotacional através de abordagens estática e dinâmica. A abordagem estática trata do equílibrio estático de estruturas não-lineares, no qual utiliza-se a estratégia de controle por carregamento;enquanto a abordagem dinâmica utiliza a discretização temporal de Newmark para resolução do equílibrio dinâmico de estruturas não-lineares. Este estudo mostra a implementação de modelos com um e dois parâmetros baseados das hipóteses de Winkler, Filonenko-Borodich e Pasternak no contexto interação da estrutura do riser com o leito marinho; The petroleum explotation on off-shore enviorments has differents dificulties, for example deeper water deths. In this context, the marine pipes are components of extreme importance, since they are the comunication between the production units and the subsea equipaments. This work studies the soil-structure interaction of steel cathenary risers using corotational formulation within static and dynamic approaches of structural calculation. The static approach focus on the non-linear static equilibrium of structures using the load control strategy. On the other side...

A probabilistic capacity spectrum strategy for the reliability analysis of bridge pile shafts considering soil structure interaction

Kim,Dookie; Chaudhary,Sandeep; Nocete,Charito Fe; Wang,Feng; Lee,Do Hyung
Fonte: Associação Brasileira de Ciências Mecânicas Publicador: Associação Brasileira de Ciências Mecânicas
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2011 Português
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97.91423%
This paper presents a probabilistic capacity spectrum strategy for the reliability analysis of a bridge pile shaft, accounting for uncertainties in design factors in the analysis and the soil-structure interaction (SSI). Monte Carlo simulation method (MCS) is adopted to determine the probabilities of failure by comparing the responses with defined limit states. The analysis considers the soil structure interaction together with the probabilistic application of the capacity spectrum method for different types of limit states. A cast-in-drilledhole (CIDH) extended reinforced concrete pile shaft of a bridge is analysed using the proposed strategy. The results of the analysis show that the SSI can lead to increase or decrease of the structure's probability of failure depending on the definition of the limit states.

The Effect of Soil Structure Interaction on the Behavior of Base Isolated Structures

YIN, BOYA
Fonte: Universidade Duke Publicador: Universidade Duke
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em //2014 Português
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98.28781%

Abstract

This master thesis investigates the effect of soil structure interaction on the behavior of base isolated structures. A linear soil model coupled with a nonlinear model of a base-isolated structure is assembled as a nonlinear system in state-space. Transient responses to earthquake ground motions are computed by integrating the nonlinear equations with a fixed-time step.Earthquake ground motions representative of near fault and far-field conditions are generated and tested for this system. The effects of soil compliance and friction in the base isolation system are then evaluated. An eigenvalue analysis of the dynamics matrix of the couple system gives the evidence that the soil structure interaction increases the periods of the structure positively. It is shown that the

base isolation system with large hysteretic frictional force is less effective in achieving the goals of seismic isolation; large isolation-level friction couples the structure above it too tightly, which results in less deformation in base isolator and larger roof acceleration than intended for a seismically-isolated structure. In addition, the base isolation system with large hysteretic frictional force produces larger residual displacements for both base isolator and the above floors. The impact factor of shear wave velocity to the stiffness of soil is more difficult to assess. Therefore...

Soil-structure-interaction provisions: A potential tool to consider for economical seismic design of buildings?

Worku,A
Fonte: Journal of the South African Institution of Civil Engineering Publicador: Journal of the South African Institution of Civil Engineering
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/01/2014 Português
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98.08359%
Contemporary seismic design codes have become more stringent with respect to the requirements for design forces and deformations in building design. This paper demonstrates that it could be worthwhile to consider the introduction of soil-structure-interaction provisions into local design codes. This is partly to be able to offset the costs incurred by the high magnitude of base shear demand in most buildings attributed to site amplifications due to soft soil sites, as per the requirements of current codes, including the recent South African seismic design code. This beneficial effect of site soils is as a result of lengthening of the fundamental period and of the increased effective damping of the overall system due to soil-structure interaction, which in most cases lead to reduced design spectral values. The paper shows that, if pertinent provisions in some international codes are properly adapted, a substantial reduction in the base shear force can be achieved, in many cases resulting in structural-work cost saving. With this, the paper attempts to address the legitimate concern of design engineers regarding the potential escalation of construction costs associated with the introduction of stringent requirements of contemporary seismic design spectra...