Alexandre Strongylis Matias
Orientador(es)
Michèle Schubert Pfeil
Ronaldo Carvalho Battista
Resumo
Este trabalho apresenta os principais aspectos e avalia os resultados mais relevantes de estudo realizado com o propósito de contribuir para melhor aproveitamento de um tipo existente, mas não usual de fundação em bloco sobre estacas cavalete de torres para suporte de turbinas eólicas. Apresentam-se os resultados mais relevantes desse estudo, explorando, em comparação com tipos usuais de fundações, a redução de volumes dos materiais e consequente custo de execução, atendendo plenamente os critérios de segurança estrutural e de funcionalidade em serviço prescritos em normas de projeto. Analisam-se os resultados obtidos do estudo paramétrico das dimensões geométricas do bloco de coroamento das estacas (raio e altura), geometria dos cavaletes de estacas (profundidade e inclinação), número de estacas, capacidade de carga no solo de fundação, resistência estrutural das estacas, além de rigidez transversal e rotacional da fundação em bloco sobre estacas e frequências de vibração por flexão lateral do sistema acoplado turbina-torre-fundação-solo. A modelagem estrutural 3D da torre e fundação e a análise paramétrica são feitas com o auxílio do programa de análise estrutural. O estudo paramétrico abrange três tipos de estacas : duas delas – hélice e raiz – mais comumente utilizadas nas fundações de torres de turbinas eólicas no Brasil, e microestacas, de aplicação ainda pouco usual no país.
Abstract
This work outlines the main aspects and evaluate the most relevant results from a study carried out with the proposal to contribute to the improvement of the design of conventional cap-piles foundations, intended particularly to wind turbine towers. The feasibility of the optimized foundation, which makes use of micropiles, is evaluated by means of comparisons – in terms of quantities of materials employed in construction and in terms of the rotational and transverse stiffnesses – with the most usual type of foundations for these towers, in which helix and root piles are used. The 3D modelling of the wind turbine tower and its foundation was done with the aid of a structural analysis software, along with a parametric analysis of the foundation models, which comprises 3 different types of piles employed in the cap-piles foundations : helix and root piles, which are the most employed in Brazil, and micropiles, yet very little employed in the country. Some of the variables used in the parametric analysis are the concrete pile cap diameter and height, the pile depth and its battering angle, the number of piles and their layout, the soil bearing capacity, the piles’ strength, the transverse and rotational stiffnesses of the cap-pile foundation and consequent vibration frequencies associated to the lateral bending modes of the tower structure-turbine on its cap-pile foundation.
