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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-4120-614X
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2022-08-06
Title: Análise numérica da influência da geometria do contato bloco-solo no comportamento de fundações estaqueadas
Alternate title (s): Numerical analysis of the influence of the geometry of the block-soil contact on the behavior of piled foudations
Author: Azevedo, Gabriela França
First Advisor: Garcia, Jean Rodrigo
First member of the Committee: Garcia, Jean Rodrigo
Second member of the Committee: Albuquerque, Paulo Jose Rocha de
Third member of the Committee: Carvalho, David de
Summary: Quando as estimativas de projeto são maiores que as condições suportadas por uma fundação rasa é conveniente a adição de estacas para melhorar seu desempenho tanto na capacidade de carga, como na redução de recalques. Raramente utiliza-se a combinação de diferentes tipos de fundações, como o radier estaqueado, devido à complexidade que envolve o processo de transferência de cargas dos elementos de fundação ao solo. No Brasil é comum o uso do grupo de estacas unidas por um bloco de coroamento, porém, este sistema não considera a parcela relativa ao contato bloco-solo na capacidade de carga da fundação. Em contrapartida, no radier estaqueado, esse contato colabora com a capacidade total de carga e na redução dos recalques. Assim, analisa-se neste trabalho a influência da geometria de contato bloco-solo e do espaçamento entre estacas na distribuição e transferência de cargas em radier estaqueado e grupo de estacas, por meio de análises híbridas e tridimensionais (3D) pelo método dos elementos finitos (MEF) a partir da variação geométrica do elemento superficial em contato com o solo, e do espaçamento (s) entre estacas, mantendo-se constantes o número de estacas (L=5m e d=30cm) e a área líquida de contato para cada cenário analisado (s=4d, 6d e 8d). Para tanto, foram analisados nove radiers isolados, três grupos de estacas, e nove radiers estaqueados considerando o contato bloco-solo. Verificou-se, que a consideração do contato bloco-solo permitiu um aumento na capacidade de carga do sistema em até 84% quando comparado com o grupo de estacas. Enquanto no radier estaqueado o contato bloco-solo foi responsável por cerca de 15% a 61% do carregamento total da fundação. Os resultados tridimensionais revelam que a escolha da geometria de contato bloco-solo não remete a variação na capacidade de carga do sistema, entretanto apresenta mudanças significativas na forma como ocorre a mobilização do atrito lateral e da transferência de carga axial nas estacas que por sua vez altera a distribuição de cargas entre os elementos da fundação. A análise numérica 3D se mostrou capaz de simular comportamentos fidedignos, desde que validados e calibrados previamente. Por outro lado, a análise híbrida apresentou valores coerentes, porém, conservadores.
Abstract: When design estimates are bigger than the conditions supported by a shallow foundation, it is convenient to add piles to improve its performance, so much in load capacity and in reducing settlements. The combination of different types of foundations such as piled raft up is rarely used due to the complexity involved in the process of transferring loads from the foundation elements to the ground. However, in Brazil it is common to use the pile group joined by a pile cap, however, this system does not consider the contributing portion of the block-soil contact in the load capacity of the foundation. On the other hand, in the pile raft, the block-soil contact contributes to the total load capacity and reduction of settlements. Thus, in this work will analyze the influence of the contact geometry of the block-soil and the spacing between piles on the distribution and transfer of loads in piled raft and pile group, by two-dimensional and three-dimensional finite element analysis (FEM) from the geometric variation of the surface element and spacing (s) between piles, keeping constant the number of piles (L = 5m and d = 30cm) and the liquid contact area for each scenario analyzed (s = 4d, 6d and 8d). For this purpose, nine single blocks will be analyzed, three groups of piles, in the respective spacing "s", and nine piled rafts considering the block-soil contact. It was found that the consideration of this contact caused an increase in the load capacity of the system by up to 84%, when compared to the pile groups. While, in the piled raft, the contact block-soil was responsible for about 15% to 61% of the total load of the foundation. The three-dimensional results reveal that the choice of the block-soil contact geometry does not modify in the total load capacity of the system, although it presents significant changes in the mobilization of lateral friction and transfer of axial load in the piles, which in turn alters the load distribution between the foundation elements. The 3D numerical analysis proved to be able to simulate reliable behavior when properly validated and calibrated, when compared, it is clear that the hybrid analysis presents coherent, however, conservative values.
Keywords: Fundação estaqueada
Radier estaqueado
Geometria de contato bloco-solo
Análise numérica
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: Azevedo, Gabriela França. Análise numérica da influência da geometria do contato bloco-solo no comportamento de fundações estaqueadas. 2021. 228p. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.421
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.421
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32880
Date of defense: 6-Aug-2021
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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