Aplicação da teoria de confiabilidade na análise estrutural de edifícios considerando a interação solo-estrutura.
Ano de defesa: | 2019 |
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Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | , |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade de São Paulo
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Programa de Pós-Graduação: |
Engenharia Civil
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
BR
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Link de acesso: | https://doi.org/10.11606/D.3.2019.tde-07052019-080322 |
Resumo: | O trabalho propõe avaliação das respostas de esforços e deslocamentos de edifícios 3D considerando a interação solo-fundação-estrutura usando o conceito de Confiabilidade Estrutural. Para isso, empregam-se os Métodos dos Elementos Finitos (MEF) para a análise de estruturas e os métodos de Monte Carlo Simples (MCS) e First Order Second Moment (FOSM) para calcular sua segurança perante a inserção de variabilidade em certos parâmetros significativos no projeto, como as incertezas dos dados de rigidez do solo e a velocidade de vento. A formulação do edifício é baseada no MEF com elementos de barra e de casca, sendo as vigas, pilares e estacas elementos de barra e as sapatas em elementos de casca. Essa formulação é elastostática, mas permitindo a analise não-linear geométrica para os pilares. O solo é representado pelo modelo discreto de Winkler, o qual substitui sua influência contínua por molas pontuais com rigidezes equivalentes, tanto para a fundação rasa (sapatas isoladas) como para profunda (estacas). Com os resultados obtidos pelos modelos gerados, são feitas discussões e comparações com os métodos tradicionais de avaliação do fenômeno de recalque diferencial confrontando limites de índices de confiabilidade apresentados no Joint Committee on Structural Safety (JCSS, 2001) e os valores absolutos propostos pela literatura com base na Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT, NBR6122: Projeto e execução de fundações (2010). Realiza-se também a análise de Estado Limite Último de pilares submetidos a flexo-compressão oblíqua com não linearidade física, de modo a avaliar o dimensionamento com fatores de segurança parciais da NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas - Procedimento (2004) e Métodos de Confiabilidade Estrutural. |
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info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis Aplicação da teoria de confiabilidade na análise estrutural de edifícios considerando a interação solo-estrutura. Application of the structural reliability theory in the structural analysis of building considering soil-structure interaction. 2019-02-12Valério da Silva AlmeidaNelson AokiMarcelo GrecoMauricio Rogerio Ramos RibeiroUniversidade de São PauloEngenharia CivilUSPBR 3D building Differential settlement Edifícios Estruturas (Confiabilidade) Flexo-compression Interação solo-estrutura Recalques Soil-structure interaction Structural reliability O trabalho propõe avaliação das respostas de esforços e deslocamentos de edifícios 3D considerando a interação solo-fundação-estrutura usando o conceito de Confiabilidade Estrutural. Para isso, empregam-se os Métodos dos Elementos Finitos (MEF) para a análise de estruturas e os métodos de Monte Carlo Simples (MCS) e First Order Second Moment (FOSM) para calcular sua segurança perante a inserção de variabilidade em certos parâmetros significativos no projeto, como as incertezas dos dados de rigidez do solo e a velocidade de vento. A formulação do edifício é baseada no MEF com elementos de barra e de casca, sendo as vigas, pilares e estacas elementos de barra e as sapatas em elementos de casca. Essa formulação é elastostática, mas permitindo a analise não-linear geométrica para os pilares. O solo é representado pelo modelo discreto de Winkler, o qual substitui sua influência contínua por molas pontuais com rigidezes equivalentes, tanto para a fundação rasa (sapatas isoladas) como para profunda (estacas). Com os resultados obtidos pelos modelos gerados, são feitas discussões e comparações com os métodos tradicionais de avaliação do fenômeno de recalque diferencial confrontando limites de índices de confiabilidade apresentados no Joint Committee on Structural Safety (JCSS, 2001) e os valores absolutos propostos pela literatura com base na Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT, NBR6122: Projeto e execução de fundações (2010). Realiza-se também a análise de Estado Limite Último de pilares submetidos a flexo-compressão oblíqua com não linearidade física, de modo a avaliar o dimensionamento com fatores de segurança parciais da NBR 8681: Ações e segurança nas estruturas - Procedimento (2004) e Métodos de Confiabilidade Estrutural. This work proposes the evaluation for the effects of forces and displacements about 3D buildings considering the soil-foundation-structure interaction using the concept of Structural Reliability. To do so, it is applied the Finite Elements Method (FEM) for the structural analysis and Simple Monte Carlo Method (SMC) and the First Order Second Moment (FOSM) to calculate its safety towards the application of variability at certain significant parameters of the project, as the uncertainness about the data of soil stiffness and wind speed. The building\'s formulation is based on the FEM with framed bars and shell elements, being beams, columns and piles as beam elements and the footings as shell elements. That formulation is elastostatic, although permits a non-linear geometric analysis for the columns. The soil is represented by the discrete Winkler\'s model, in which substitutes its continuum influence by nodal springs with equivalent stiffness, such as for shallow foundations (isolated footings), as for deep foundations (piles). With the results obtained by the generated models, discussions are done and comparisons about traditional method to evaluate the phenomenon of the differential settlement confronting the limits of the reliability presents in the Joint Committee on Structural Safety (JCSS,2001) and the absolute values proposed by the literature based on the Brazilian Association of Technical Standards, ABNT, NBR6122: Project and execution of foundations (2010). An analysis about the Ultimate Limit State of columns submitted by flexo-compression with physical non-linearity it is also performed, so that to compare the design with partial safety factors of the NBR 8681: Action and safety on structures - Proceedings (2004) and structural reliability methods. https://doi.org/10.11606/D.3.2019.tde-07052019-080322info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T18:23:25Zoai:teses.usp.br:tde-07052019-080322Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212019-06-07T17:42:56Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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