Registro fonte: Modelo de bielas e tirantes para blocos sobre duas estacas submetidos à carga excêntrica

Modelo de bielas e tirantes para blocos sobre duas estacas submetidos à carga excêntrica

The study of foundations is one of the most complex stages in the design of a building, since it must attend the technical and economic conditions of structural and geotechnical engineering. Pile-caps design methods actually used were developed considering columns centralized to the cap. However, fr...

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Autor principal:	Accorsi, Patricia de Lima
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Fundações (Engenharia) Método dos elementos finitos Análise estrutural (Engenharia) Foundations Finite element method Structural analysis (Engineering) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS::ESTRUTURAS DE CONCRETO
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15771
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spelling	riut-1-157712020-11-19T12:38:58Z Modelo de bielas e tirantes para blocos sobre duas estacas submetidos à carga excêntrica Strut-and-tie models for douple pile caps submitted to eccentric loading Accorsi, Patricia de Lima Savaris, Gustavo Ibrahim, Lucas Boabaid Fakhye, Rodnny Jesus Mendoza Savaris, Gustavo Fundações (Engenharia) Método dos elementos finitos Análise estrutural (Engenharia) Foundations Finite element method Structural analysis (Engineering) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS::ESTRUTURAS DE CONCRETO The study of foundations is one of the most complex stages in the design of a building, since it must attend the technical and economic conditions of structural and geotechnical engineering. Pile-caps design methods actually used were developed considering columns centralized to the cap. However, frequently designers came across eccentric loads that, due to its complex behavior and the lack of studies, became difficult to be solved. Thus, this work presents a study about stresses developed on caps over two piles, submitted to eccentric loading, aiming to contribute to the better understanding of the structural behavior of this element, and with the purpose of analyze and define strut-and-tie models. Nine pile-cap models were evaluated, varying: the position of the column in relation to the center of gravity of the pile-cap: centered, aligned to the pile or faced to the pile-cap; and its height: considering the inclination of the compression strut using angles of 45°, 50° and 55°. Numerical analyses were developed using ANSYS [trademark] software, assuming geometric and physical linear analysis, considering plane strain state, in order to identify the stress trajectory for each case and, based on these results, refined models of strutand- tie were defined using the software CAST [trademark]. From these models, equations were developed to verify the stresses in the compression struts and to determine the reinforcement area. It was verified that the variation of the position of the column influenced in the principal compressive stress of the pile-cap, increasing them as the increase of the eccentricity of the column, and that the height of the pile-cap is directly connected to the bearing capacity of the same, resulting in lower stresses inside the structure and reinforcement areas as the height increases. O estudo das fundações é considerado uma das etapas mais complexas dentro do projeto de uma edificação, pois deve atender às condições técnicas e econômicas da obra, envolvendo duas áreas distintas da engenharia: geotecnia e estruturas. No caso de blocos de coroamento de estacas de fundações, a maioria dos modelos de dimensionamento utilizados atualmente foram desenvolvidos para pilares centralizados no bloco. Porém, muitas vezes o projetista se depara com pilares excêntricos e devido ao comportamento complexo do bloco e à escassez de estudos sobre casos em que as ações são excêntricas, tem-se dificuldade de prever o comportamento que o caminho de tensões apresentará. Neste sentido, este trabalho apresenta um estudo sobre as tensões atuantes em blocos sobre duas estacas submetidos a carregamento excêntrico, visando contribuir para a melhor compreensão do comportamento estrutural deste elemento, e tendo como objetivo a análise e definição de modelos de bielas e tirantes para este. Nove modelos de blocos foram avaliados, variando a posição do pilar em relação ao centro de gravidade do bloco: centrado, sobre uma das estacas ou faceando o bloco; e a sua altura: considerando os ângulos de inclinação da biela de compressão iguais a 45°, 50° e 55°. Primeiramente, foi desenvolvida a análise elástica linear geométrica e física utilizando o software ANSYS [marca registrada], em estado plano de deformações, com o intuito de identificar a trajetória das tensões para cada caso e, com base nesses resultados, foram definidos modelos refinados de bielas e tirantes utilizando o programa computacional CAST [marca registrada]. A partir desses modelos, foram determinadas equações para a verificação das tensões nas bielas de compressão e para a determinação da área de aço. Com a análise dos resultados, constatou-se que a variação da posição do pilar influenciou nas tensões principais de compressão dos blocos, aumentando-as conforme o aumento da excentricidade do pilar, e que a altura do bloco está diretamente ligada à capacidade portante do mesmo, resultando em menores tensões no interior da estrutura e áreas de aço conforme o aumento desta. 2020-11-19T12:38:58Z 2020-11-19T12:38:58Z 2017-11-10 bachelorThesis ACCORSI, Patricia de Lima. Modelo de bielas e tirantes para blocos sobre duas estacas submetidos à carga excêntrica. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15771 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Toledo Brasil Engenharia Civil UTFPR
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description	The study of foundations is one of the most complex stages in the design of a building, since it must attend the technical and economic conditions of structural and geotechnical engineering. Pile-caps design methods actually used were developed considering columns centralized to the cap. However, frequently designers came across eccentric loads that, due to its complex behavior and the lack of studies, became difficult to be solved. Thus, this work presents a study about stresses developed on caps over two piles, submitted to eccentric loading, aiming to contribute to the better understanding of the structural behavior of this element, and with the purpose of analyze and define strut-and-tie models. Nine pile-cap models were evaluated, varying: the position of the column in relation to the center of gravity of the pile-cap: centered, aligned to the pile or faced to the pile-cap; and its height: considering the inclination of the compression strut using angles of 45°, 50° and 55°. Numerical analyses were developed using ANSYS [trademark] software, assuming geometric and physical linear analysis, considering plane strain state, in order to identify the stress trajectory for each case and, based on these results, refined models of strutand- tie were defined using the software CAST [trademark]. From these models, equations were developed to verify the stresses in the compression struts and to determine the reinforcement area. It was verified that the variation of the position of the column influenced in the principal compressive stress of the pile-cap, increasing them as the increase of the eccentricity of the column, and that the height of the pile-cap is directly connected to the bearing capacity of the same, resulting in lower stresses inside the structure and reinforcement areas as the height increases.
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Modelo de bielas e tirantes para blocos sobre duas estacas submetidos à carga excêntrica

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