Interação solo-estrutura e contribuições para modelagem viscoelástica dos solos

dc.creatorRicardo Morais Lanes
dc.date.accessioned2024-08-08T18:06:45Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:32:39Z
dc.date.available2024-08-08T18:06:45Z
dc.date.issued2024-04-26
dc.description.abstractTraditionally, building structures are designed under the simplified assumption of fixed foundations with immovable elements, idealized as simple or fixed supports. In this study, a rational procedure for soil-structure interaction analysis is proposed, incorporating the geometric nonlinear effects of frames on soil settlements. Special attention is given to shallow foundations subject to consolidation settlements. For this purpose, the Kelvin-Voigt, Boltzmann, and Zener viscoelastic models are described. The analyses are performed considering iterative coupling that makes the displacements compatible between systems based on the Finite Element Method and the Boundary Element Method. The Finite Element Method equations are solved using the Newton-Raphson method. Mindlin's fundamental solution is used to describe the semi-infinite medium. To represent the soil in a viscoelastic model, the boundary equations are rewritten in terms of stresses and displacements. The Boundary Element Method is reformulated to describe the Kelvin-Voigt, Boltzmann, and Zener methods in terms of stresses and displacements, considering the interferences caused by group effects between footings. Computational routines are implemented in Matlab©. Hypothetical examples of buildings affected by consolidation are studied. The results obtained are consistent with a good approximation of viscoelastic methods and the expected redistribution of forces in the structural elements.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/73508
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEngenharia de estruturas
dc.subjectEdifícios - Normas
dc.subjectFundações (Engenharia) - Processamento de dados
dc.subjectCálculos numéricos - Processamento de dados
dc.subjectMétodo dos elementos finitos - Projetos
dc.subjectMATLAB (Programa de computador)
dc.subjectMecânica do solo - Modelos matemáticos
dc.subject.otherInteração solo-estrutura
dc.subject.otherAdensamento
dc.subject.otherAcoplamento MEF-MEC
dc.subject.otherViscoelasticidade
dc.subject.otherNão-linearidade geométrica
dc.titleInteração solo-estrutura e contribuições para modelagem viscoelástica dos solos
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor1Marcelo Greco
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7953197985531154
local.contributor.referee1Armando Cesar Campos Lavall
local.contributor.referee1Gustavo Ferreira Simões
local.contributor.referee1Edson Denner Leonel
local.contributor.referee1Valério da Silva Almeida
local.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/6806574422274878
local.description.resumoTradicionalmente, as estruturas de edifícios são projetadas sob a hipótese simplificada de fundações fixas a elementos indeslocáveis, idealizados como apoio ou engaste. Neste trabalho, propõe-se um procedimento racional de análise de interação solo-estrutura que incorpora os efeitos não lineares geométricos dos pórticos aos recalques do solo. Atenção especial é destinada às fundações rasas sujeitas aos recalques por adensamento. Para essa finalidade, descrevem-se os modelos viscoelásticos de Kelvin-Voigt, Boltzmann e Zener. As análises são realizadas considerando-se acoplamento iterativo que compatibiliza os deslocamentos entre os sistemas baseados no Método dos Elementos Finitos e no Método dos Elementos de Contorno. As equações do Método dos Elementos Finitos são resolvidas por meio do método de Newton- Raphson. A solução fundamental de Mindlin é utilizada para a descrição do meio semi-infinito. Para a representação do solo em modelo viscoelástico, reescrevem-se as equações de contorno em termos de tensões e deslocamentos. Reformula-se o método dos elementos de contorno, para se descrever os métodos de Kelvin-Voigt, Boltzmann e Zener, em termos de tensões e deslocamentos, considerando-se as interferências ocasionadas pelos efeitos de grupos entre sapatas. Implementam-se rotinas computacionais em Matlab©. Estudam-se exemplos hipotéticos de edifícios afetados pelo adensamento. Os resultados obtidos são consistentes no que tange à boa aproximação dos métodos viscoelásticos e à redistribuição esperada para os esforços nos elementos estruturais.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/ 0000-0001-7322-6869
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas

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