Análise estática e dinâmica de problema de interação solo-estrutura utilizando os métodos dos elementos finitos e infinitos

Abstract

Nesta dissertação comparam-se dois modelos computacionais planos aplicados à análise estática e dinâmica de interação solo-estrutura, nos quais consideram-se estruturas reticuladas com fundações superficiais, onde os elementos da superestrutura são acoplados aos elementos de fundação e estes, por sua vez, ao solo. O primeiro modelo consiste em estruturas reticuladas sobre uma base de elementos finitos, onde esta base representa o solo e a fundação. Utiliza-se o elemento isoparamétrico plano de oito nós tanto para o solo quanto para a fundação. O segundo modelo consiste em uma combinação do Método dos Elementos Finitos (MEF) e do Método dos Elementos Infinitos (MEI). Utiliza-se o elemento infinito de oito nós com uma direção infinita. A implementação destes elementos baseia-se na técnica de mapeamento para a modelagem de problemas com domínios infinitos. Aplicam-se aos dois modelos cargas estáticas e problemas de excitações diretamente na superestrutura. A resposta dinâmica é então obtida através do Método da Superposição Modal e a análise de vibrações livres é feita utilizando-se o método de Jacobi para a determinação dos autovalores e autovetores. São resolvidos exemplos numéricos e apresentam-se resultados fornecidos pelos dois modelos para ilustrar a aplicabilidade e precisão dos métodos. O uso de elementos infinitos produz excelentes resultados e preserva todas as vantagens do MEF.