Desenvolve-se neste trabalho, uma formulação numérica baseada no acoplamento entre o Método dos Elementos de Contorno (MEC) e o Método dos Elementos Finitos (MEF), com a aplicação do modelo de Steinbrenner, para a análise de problemas de interação solo-estrutura, considerando o solo como um meio estratificado, e limitado ou não por uma base rígida ou camada de apoio indeslocável. O modelo de Steinbrenner, conforme relatado em alguns trabalhos, subestima o campo de deslocamentos e leva a resultados inconsistentes quando as camadas inferiores são mais compressíveis que as superiores. Já neste trabalho, demonstra-se a acurácia e a eficiência da formulação desenvolvida para solucionar esta situação crítica em que a rigidez do solo decresce com a profundidade. A formulação assim obtida é uma contribuição pertinente devido à sua praticidade na modelagem da estratificação do solo em comparação com outras formulações encontradas na literatura. Em seguida, realiza-se uma análise de flambagem linear de estacas inseridas no solo, com o objetivo de estimar a carga crítica de flambagem. A estaca sendo uma estrutura geralmente esbelta, a depender das condições do solo e de carregamento, pode ocorrer flambagem da mesma, prejudicando assim a sua função estrutural. Para esta análise, alguns autores utilizam métodos analíticos baseados na teoria da reação do subleito que geralmente subestima a carga crítica da estaca, e outros autores empregam o método das diferenças finitas ou recorrem a pacotes computacionais comerciais baseados no MEF. Logo, a formulação MEC/MEF é outra contribuição original deste trabalho, com a componente de instabilidade devidamente determinada considerando a distribuição real do esforço axial na estaca, aproximada linearmente em cada elemento finito. Os resultados obtidos através de códigos computacionais implementados são comparados com os resultados de outros autores para efeito de verificação e validação das formulações desenvolvidas.

In this work, a numerical formulation is developed based on the coupling between the Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM), with the application of the Steinbrenner model, for the analysis of soil-structure interaction problems, considering the soil as a stratified medium, and limited or not by a rigid base or an immovable support layer. The Steinbrenner model, as reported in some works, underestimates the displacement field and leads to inconsistent results when the lower layers are more compressible than the upper ones. This work demonstrates the accuracy and efficiency of the formulation developed to solve this critical solution in which soil stiffness decreases with depth. The formulation thus obtained is a relevant contribution due to its practicality in modeling soil stratification compared to other formulations found in the literature. Then, a linear buckling analysis of piles embedded in the soil is performed, with the objective of estimating the critical buckling load. The pile being generally a slender structure, depending on the soil and loading conditions, buckling can occur, thus impairing its structural function. For this analysis, some authors use analytical methods based on the theory of subgrade reaction, which generally underestimates the critical load of the pile, and other authors employ the finite difference method or resort to commercial software packages based on the FEM. Therefore, the BEM/FEM formulation is another original contribution of this work, with the instability component properly determined considering the real distribution of the axial force along the pile, approximated linearly in each finite element. The results obtained through implemented computational codes are compared with the results of other authors for the purpose of verification and validation of the developed formulations.