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Eduardo Javier Peldoza Andrade

Título


Modelagem Matemático-Numérica da Interação Solo-Estaca-Isolador-Estrutura de Edificação Submetida à Ação Sísmica

Orientador(es)


Michèle Schubert Pfeil

Resumo


Apresenta-se neste trabalho de pesquisa a avaliação do desempenho de um sistema de isolamento sísmico aplicado a um modelo em elementos finitos de estrutura de pórticos de aço de dez andares, com e sem interação solo-estaca. Na representação das não linearidades físicas utilizadas no modelo, isto é, lei constitutiva do isolador de borracha com núcleo de chumbo e forças dinâmicas de interação solo-estaca, foi aplicado o modelo de Bouc-Wen-Baber-Noori, calibrado com base em dados experimentais. Avaliaram-se comparativamente as respostas dinâmicas sob carregamento sísmico da estrutura com e sem interação solo-estaca e com e sem isoladores de base, sob os critérios de deslocamentos relativos entre andares e respostas no domínio da frequência. Apontam-se as diferenças entre as respostas dinâmicas e os mecanismos de falha apresentados pela estrutura engastada na base, em comparação à estrutura com interação solo-estaca. Além disto, demostra-se que o bem conhecido desempenho efetivo da atenuação de amplitudes de resposta produzidas pelos dispositivos de isolamento sísmico, torna-se menor quando a interação solo-estacas flexíveis é incluída na modelagem.

Abstract


The present research work presents an evaluation of the performance of a seismic isolation system applied for a finite elements model of a ten story steel framed structure, with and without soil-pile interaction. The physical nonlinearities represented in the model are the constitutive law of lead-rubber isolator devices, the dynamic forces of soil-pile interaction and the Bouc-Wen-Baber-Noori model, calibrated with experimental data found in the technical literature. The dynamic responses under seismic load of the structure with and without soil-pile interaction and also with and without seismic isolated base were evaluated under criteria of time response relative displacements between stories and responses in the frequency domain. Differences are pointed out between dynamics responses and failure mechanisms of the fixed based structure, compared with the one including soil-pile interaction. Additionally, the well known effective attenuation of dynamic responses yielded by the seismic isolation devices is shown to be less effective when the soil-flexible pile interaction is included in the modeling.

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