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Title: Estudo analítico e numérico dos deslocamentos horizontais longitudinais e momentos fletores em tubulões de pontes em concreto armado
Authors: Câmara, Hanna Camila de Barros
Keywords: Pontes. Fundação. Interação solo-estruturas. Deslocamentos. Momentos fletores. MEF.;Bridges. Foundation. Soil-Structure InteractioDisplacements. Bending moments. MEF.
Issue Date: 18-Dec-2019
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: CÂMARA, Hanna Camila de Barros. Estudo analítico e numérico dos deslocamentos horizontais longitudinais e momentos fletores em tubulões de pontes em concreto armado. 2019. 77f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: A pesquisa diz respeito ao estudo da interação solo-estrutura (ISE) dos elementos estruturais de fundação de pontes apoiadas em pilares de concreto armado alinhados com o maciço do solo a fim de averiguar os deslocamentos horizontais longitudinais e os momentos fletores atuantes na fundação. Para tanto, foram utilizados os modelos analíticos de interação solo-estruturas (ISE) de Matlock & Reese e da Equação Diferencial em Base Elástica com uma solução particular obtida utilizando a série de Fourier, além de um modelo em Elementos Finitos (MEF). Os valores de coeficientes de reação horizontal do solo foram obtidos para três situações distintas: (a) propriedades do solo, (b) curvas p/y e (c) por prova de carga. O conjunto pilar-tubulão foi modelado desacoplado da estrutura completa da ponte em estudo. Posteriormente os resultados de deslocamentos horizontais e momentos fletores obtidos de forma analítica foram comparados com os obtidos por modelagem numérica realizada através do programa computacional SAP2000. Verificou-se que os deslocamentos resultantes na fundação foram os maiores quando calculados utilizando o modelo de Matlock & Reese, seguido dos valores obtidos pelo MEF, e por último os valores do método da equação diferencial, que mostrou o menor deslocamento. Além disso, percebeu-se que, para os casos em que o 𝑛ℎ foi determinado por provas de carga, os momentos fletores foram maiores em valores absolutos quando comparados com os demais métodos em estudo. Por fim, conclui-se que os métodos analíticos são importantes para a obtenção de respostas iniciais da interação solo-estruturas (ISE) principalmente para a fase de pré-projeto. Contudo, esses métodos devem ser utilizados com cautela, sendo necessários também modelos numéricos calibrados experimentalmente a fim de se obter uma melhor acurácia nos resultados e garantir um dimensionamento econômico e seguro.
Abstract: The work concerns the study of soil-structure interaction (SSI), of the bridge foundation structural elements supported by reinforced concrete column aligned with the soil massif in order to verify the longitudinal horizontal displacements and the bending moments acting on the foundation. For this, Matlock & Reese's soil-structure interaction (SSI) and Elastic-based Differential Equation models were used with a particular solution obtained using the Fourier series, as well as a Finite Element Model (FEM). The values of horizontal soil reaction coefficients were adopted for three different situations: (a) soil properties, (b) p/y curves and (c) load testing. The column-pipe assembly was design uncoupled from the complete bridge structure in study. Subsequently, the results of horizontal displacements and bending moments, obtained analytically, were compared with numerical modeling performed using the software SAP 2000. The resulting displacements in the foundation are larger when calculated using the Matlock & Reese model, followed by the values obtained by the MEF, and lastly the values of the differential equation method, which presented the smallest displacement. It was also noticed that for the cases where the 𝑛ℎ was determined by load tests, the bending moments were higher in absolute values when compared to the other methods under study. As a conclusion, it is seen that simplified analytical methods are important to obtain initial soil-structure interaction (SSI) responses mainly for the pre-project phase. However, these methods should be used with caution, and experimentally calibrated numerical models are also required to obtain better accuracy of results and to ensure economical and safe sizing.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/9596
Other Identifiers: 2015024174
Appears in Collections:Engenharia Civil

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