Estudo analítico e numérico do comportamento estrutural de blocos sobre duas estacas

Abstract

Blocos de fundação sobre estacas são utilizados para transmitir as cargas da estrutura para as estacas, principalmente quando o solo não tem capacidade geotécnica de suportar os carregamentos nas camadas superficiais, necessitando-se adotar fundação profunda. Sendo assim, os blocos de fundação sobre estacas são peças estruturais de bastante utilização e de grande importância em todo tipo de obra civil. Dessa forma, este trabalho realiza estudos analíticos e numéricos sobre o comportamento estrutural de blocos de fundação sobre duas estacas, variando as dimensões do conjunto, com o intuito de determinar a armadura principal. Os blocos sobre estacas são calculados como rígidos e flexíveis, independente da classificação definida por norma. Para a realização dos cálculos analíticos, são adotados o Método das Bielas, para o bloco rígido, e a Teoria da Flexão, para os blocos flexíveis. Para as simulações numéricas, são adotados o Método dos Elementos Finitos e a não-linearidade na modelagem constitutiva dos blocos, obtendo as forças e tensões geradas na armadura principal quando os blocos são considerados rígidos e flexíveis e determinando, também, a armadura ideal. Ao final, são apresentadas análises comparativas dos resultados obtidos e estes são confrontados com aqueles prescritos por norma, a fim de se concluir sobre o comportamento da armadura principal do bloco de fundação sobre duas estacas.

The pile caps are used to transmit the loads of the structure to the piles, especially when the soil does not have the geotechnical capacity to withstand the loads in the superficial layers, needing to adopt deep foundation. Therefore, pile caps are structural parts of great use and of great importance in all types of civil works. Thus, this work performs analytical and numerical studies on the structural behavior of foundation blocks on two pipes, where this block suffers variations in its dimensions, with the intuition of varying its rigidity, and thus, determinate the main reinforcement. The pile caps are calculated as stiff pile caps and flexible pile caps, regardless of the classification defined by standard. In order to perform the analytical calculations, the Crank Methods, for the stiff pile caps, and the Flexion Theory are used for the flexible pile caps. For the numerical simulations, the Finite Element Method and the non-linearity in the constitutive modeling of the blocks are adopted, obtaining the forces and tensions generated in the main reinforcement when the blocks are considered rigid and flexible and determining the ideal reinforcement. At the end, comparative analyzes of the obtained results are presented and these are confronted with those prescribed by standard, in order to conclude on the structural behavior of foundation block on two piles.