SISEs - Interação solo-estrutura
O SISEs (Sistema de Interação Solo – Estrutura) tem o propósito de auxiliar os engenheiros, geotécnicos e estruturais, na elaboração dos projetos de fundações e da estrutura propriamente dita (superestrutura).
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O principal objetivo do SISEs, nesta versão inicial, é a determinação dos esforços solicitantes (forças normais, momentos fletores, forças cortantes e momentos de torção) em todos os pontos da estrutura e dos elementos de fundação com maior precisão e exatidão, considerando o efeito da presença do solo para suportar a fundação. Também o cálculo dos recalques em cada ponto da fundação é um item de destaque do sistema.
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Alguns pontos relevantes onde o emprego do SISEs se destaca:
- facilidades para transmissão de informações estruturais entre o engenheiro geotécnico e o estrutural;
- tratamento de inúmeras combinações de carregamento simultaneamente;
- acoplamento da estrutura da fundação a superestrutura de concreto armado;
- as solicitações obtidas no SISEs levam em consideração toda a estrutura de concreto armado (superestrutura e infra-estrutura);
- extensa gama de critérios de projeto para simulação de diversas condições de projeto;
- emissão de relatórios alfanuméricos e gráficos para visualização dos resultados;
- emissão de mensagens de avisos e erros para orientar a elaboração do projeto.
A aplicabilidade do SISEs está vinculada aos elementos de fundações superficiais e profundas.
Atualmente o emprego do SISEs está vinculado a modelos estruturais (superestruturas) geradas nos sistemas CAD/TQS – Estruturas.
Modelo Estrutural Completo
Esquematicamente temos:
Superestrutura + Infraestrutura
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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 (a partir dos 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.
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.
Para fundações superficiais estes valores são definidos por tabelas de valores padronizados e/ou ensaios de placas.
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Para estacas, 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.
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.
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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.
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O efeito da presença de diversas estacas num mesmo bloco também é considerada, isto é, a presença de uma estaca afeta as demais estacas.
Elementos Tratados
De forma geral, 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
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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.
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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.
Para cada uma destas versões há limites de capacidade de processamento no módulo do SISES em função de itens como dimensões dos elementos de fundação, cargas em elementos, número de elementos especiais, etc. em conformidade com os limites de cada umas das versões.
Conheça-o
Para acessar informações mais detalhadas sobre esse sistema, entre no site: www.tqs.com.br/conhecao/sises |
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