Modelo Estrutural

Esquematicamente temos:

Superestrutura + Infraestrutura

A incorporação da estrutura e dos elementos de fundação é feita num ÚNICO modelo estrutural simplificando a resolução do problema. No SISEs, como toda a estrutura e a fundação participam de um mesmo modelo a solução final é alcançada de forma mais direta.

CRV e CRH

O efeito do solo é simulado no SISEs através de vínculos elásticos (coeficientes de reação vertical e horizontal – CRV e CRH) atrelados aos nós da estrutura. Estes vínculos elásticos são baseados na teoria de Winkler onde as características do solo são convenientemente tratadas e os valores dos vínculos (ou molas) são obtidos.

Para fundações superficiais estes valores são definidos por tabelas de valores padronizados e/ou ensaios de placas.

Algumas teorias são apresentadas para a obtenção dos vínculos elásticos. O SISEs está preparado para tratar algumas delas, de maior emprego no mercado. Cabe ao usuário selecionar a teoria desejada.

São tratados vínculos elásticos tanto na direção vertical como na horizontal.

Para a obtenção dos coeficientes de reação vertical, a capacidade de carga das estacas é obtida pelo método proposto por AOKI-VELLOSO.

O cálculo dos recalques verticais das estacas, considerando o bloco da estaca isolado, é realizado segundo teoria de AOKI-LOPES, VESIC, MINDLIN e STEINBRENNER, levando em consideração o efeito conjunto do “grupo” de estacas.

Para a obtenção dos coeficientes de reação horizontal foi empregado o método preconizado por WALDEMAR TIETZ.

Os coeficientes de mola que se acoplam aos nós da infra-estrutura discretizada e que simulam a presença do solo, são calculados a partir dos CRV’s e CRH’s do solo onde a infra-estrutura se apóia. Extensa gama de critérios para cálculo destes coeficientes está disponível.

Capacidade de Carga

O cálculo da capacidade de carga, que no caso de fundações superficiais é a obtenção da tensão admissível, depende das características do maciço de solo, da geometria do elemento de fundação e de sua profundidade de assentamento.

No SISEs foram implementados os dois métodos de cálculo de tensão admissível para fundações superficiais:

1 - Tabelas de Tensões Básicas da NBR 6122/96;
2 - Correlação Empírica por SPT.

Para tubulões o método utilizado para capacidade de carga ou tensão admissível é o da Correlação Empírica pelo SPT. A partir de um valor médio do SPT obtém-se o valor da tensão admissível.

Para estacas, um grupo de estacas próximas entre si interage com o solo pelas suas condições de contorno, além de ser ligado no topo pelo bloco rígido. A transferência de cargas ocorre através das interações entre a estrutura (estacas + blocos de coroamento + superestruturas) e os solos adjacentes.

Os mecanismos envolvidos na transferência de carga dependem do modo como a estaca for carregada, ou seja, por esforço axial, lateral, de torção ou pela combinação destes.

No SISEs, para o cálculo da capacidade de carga, serão consideradas apenas as estacas verticais carregadas axialmente e submetidas a esforços de compressão. A transferência da carga de compressão se dá ao longo do fuste e na base da estaca.

Existem vários métodos para a estimativa de ruptura do sistema estaca-solo. Escolheu-se para o SISEs o métodos Aoki-Velloso (1975), um dos mais utilizados no país.

O efeito da presença de diversas estacas num mesmo bloco também é considerada, isto é, a presença de uma estaca afeta as demais estacas.

Máximos e Mínimos

Devido a grande variabilidade dos valores que representam o solo e, consequentemente, dos respectivos vínculos elásticos que são introduzidos no modelo estrutural, a filosofia básica do SISEs é o de criar sempre dois modelos estruturais como valores máximos e mínimos para estes vínculos elásticos. Os valores máximos e mínimos são fornecidos pelo usuário em função do tipo de projeto, solo, experiência etc.

Elementos Tratados

Os seguintes elementos de fundação são tratados pelo SISEs:

  • Blocos Rígidos sobre Estacas
  • Blocos Flexíveis sobre Estacas
  • Estacas Escavadas Circulares e/ou Quadradas
  • Estacas Pré-moldadas Circulares e/ou Quadradas
  • Sapatas Isoladas Rígidas
  • Sapatas Isoladas Flexíveis
  • Sapatas Associadas Flexíveis
  • Tubulões Isolados de base alargada circular
  • Tubulões Isolados de base alargada “falsa-elipse”
  • Vigas entre Elementos
  • Vigas internas aos Elementos

Atualmente as sapatas e blocos possuem o formato retangular. Entretanto, através do conceito implantado no SISEs de Sapata Associada Retangular e Região Complementar Retangular, é possível simular, de forma bastante simples, sapatas associadas e radiers de qualquer formato.

Limites do SISEs

A versão 13 estará disponibilizando o módulo do SISES apenas para as seguintes versões do sistema CAD/TQS: EPP, EPP+, Unipro e Plena.

Sendo que para cada uma destas versões existem limites de capacidade de processamento no módulo do SISES em função de itens como áreas e cargas, dentre outros, em conformidades com os limites de cada umas das versões.