Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Análise da interação placa-estaca-solo via combina...
Documento Mestrado
Área Métodos Numéricos
Data da defesa 26/04/1997
Autor MENDONÇA, Angelo Vieira
Orientador PAIVA, João Batista de
Português
Título Análise da interação placa-estaca-solo via combinação do método dos elementos finitos com o método dos elementos de contorno
Resumo
Neste trabalho é apresentada uma formulação do Método dos Elementos de Contorno/ Método dos Elementos Finitos à análise da interação placa-estaca-solo. Nesta formulação a placa é modelada pelo método dos elementos finitos, utilizando DKT (Discrete Kirchhoff Theory) e HSM (Hybrid Stress Model); e o solo é modelado pelo método dos elementos de contorno como um meio elástico semi-finito. A estaca é representada por apenas um elemento, com 3 pontos nodais definidos ao longo de seu fuste e a tensão de cisalhamento ao longo da mesma é aproximada por um polinômio do segundo grau. A tensão normal à seção a extremidade inferior da estaca e suposta constante e um ponto nodal é definido no centro desta seção. A interface placa-solo é dividida em elementos de contorno triangulares coincidentes com a divisão dos elementos finitos da placa; e admite-se que a tensão de contato varie linearmente no domínio década elementos. As tensões de contato são eliminadas nos dois sistemas de equações, provenientes do MEF e do MEC, para obter o sistema final de equações governantes do problema. Após a resolução desse sistema são obtidos s deslocamentos dos nos e a partir deles são calculadas as tensões de contato placa-solo e a carga absorvida por cada estava. Além disso, esta formulação também permite a analise de blocos de estacas com ou sem contato entre o bloco e o solo. Vários exemplos envolvendo a interação placa-solo, estaca-solo e placa-estaca-solo foram analisados e os resultados obtidos estão de acordo com os fornecidos por outras formulações.
Palavras-chave Estacas flexíveis. Interação placa-estaca-solo. Método dos Elementos de Contorno. Método dos Elementos Finitos

English
Title Analysis of the plate-pile-soil interactions by combination of the Finite and Boundary element method
Abstract
This work presents a hybrid Finite element/Boundary element formulation for the analysis of plate-pile-soil interactions problems. In this formulation the plate is modeled by finite elements using DKT (Discrete Kirchhoff Theory) and HSM (Hybrid Stress Model) elements and the soil is modeled as an elastic half space by the boundary element method. The pile is represented by only one element, with 3 nodal points, and shear force along the pile is approximated by a second degree polynomial. The pile-tip stress is assumed to be constant over the cross-section and a further nodal point is located there. The interface plate-soil is divided in a triangular boundary elements mesh coincident with that used in the finite element of the plate and the subgrade traction is assumed to vary linearly across each element. The subgrade tractions are eliminated from the two system of equation obtained with FEM and BEM resulting in the governing system of equation for plate-pile-soil interactions problems. By solving this set of equations the nodal displacements, the load on the piles and the subgrade tractions are calculated. Besides, this formulation allows also analysis several piles groups with and without ground-contacting rigid and flexible caps. Numerical results are presented for plate-soil, pile-soil and plate-pile-soil interactions. In all the results agree closely with those from much more elaborate analysis.
Keywords Boundary element method. Finite Element Method. Flexible piles. Plate-piles-soil interactions