O principal objetivo do trabalho foi o estudo da interação solo -estrutura para problemas de engenharia utilizando-se uma formulação conjunta do MEC e do MEF para analisar o comportamento mecânico dos meios envolvidos, como também o desenvolvimento de código s computaciona is para o estudo de exemplos de engenharia e o desenvolvimento de estudos para o acoplamento dos dois métodos.
A partir do desenvolvimento da formulação tridimensional elastostática do Método dos Elementos de Contorno (MEC) caracterizada pela utilização da solução fundamental de Kelvin e das equações integrais de contorno apresentadas no trabalho, pode-se analisar o solo como um meio elástico e estático caracterizado por um domínio estendido ao espaço infinito ou semi- infinito. Desta forma, foi elaborado um programa computacional, utilizando o MatLab para analisar o comportamento mecânico do solo a partir da aplicação de diversos tipos de carregamento sobre a superfície do mesmo, como também estruturas solicitadas à tração e flexão utilizando a formulação do MEC.
A formulação utilizada, bem como as discretizações, trazem resultados coerentes, próprias para análises de problemas de engenharia.
Um outro código computacional definido a partir da formulação do MEF, discretizado por elementos finitos DKT (discrete Kirchhoff triangle) que utiliza discretamente a teoria de placas de Kirchhoff foi desenvolvido para analisar estruturas de placa a partir do cálculo da matriz de rigidez do elemento em coordenadas locais e glo bais, visando o estudo dos deslocamentos da estrutura.
Os exemplos processados e analisados pela formulação do MEF demonstram a adequação do elemento de placa DKT.
A análise da interação solo -estrutura pode ser definida a partir do acoplamento dos dois modelos computacionais já implementados, utilizando a técnica de sub -regiões e a aplicação de compatibilidade geométrica e condições de equilíbrio sobre toda a superfície de contato entre os meios (solo e estrutura).
Alguns exemplos numéricos foram processados visando a validação dos códigos computacionais e dos resultados encontrados. Foram processados problemas de engenharia envolvendo apenas a utilização das formulações do MEF e do MEC separadamente e, em seguida, foram analisados problemas do acoplamento MEC/MEF para estudo de placas em contato com o solo.
A partir dos exemplos processados, verifica-se que, para a placa em contato com o solo sujeita a carregamento distribuído em toda a sua área, os deslocamentos transversais permanecem inalterados quand o se aumenta a espessura da placa até ‘h=1,5m’. Quando da aplicação da carga concentrada equivalente atuando no centro da placa constata-se que tal fato não ocorre, ou seja, os deslocamentos sempre diminuem à medida que se aumenta a rigidez da estrutura.
Após os resultados analisados para os exemplo s 7.1 e 7.2, fez-se simulação mostrada no exemplo 7.3, onde a estrutura passa a ser solicitada por dois tipos de carregamento distribuído intermediário ‘q8’ e ‘q32’. O objetivo dessa aplicação foi verificar o comportamento da placa em
uma situação intermediária de carregamento, à medida que se aumenta a área de atuação desse carregamento. Após as análises, observa-se que os deslocamentos transversais permanecem constantes até a espessura de ‘h=0,5m’ para o carregamento ‘q8’ e ‘h=1,5m’ para o carregamento
‘q32’.
Após todas as análises, observa-se que os resultados encontrados nesse trabalho foram coerentes e satisfatórios, onde fica bem claro o comportamento do elemento de placa na análise da interação solo -estrutura estática e linear.
Sugere-se para próximas pesquisas o desenvolvimento de estudos de problemas de análise solo-estrutura com a utilização de elementos de casca, onde os efeitos de membrana são considerados a partir da existência de carregamentos cisalhantes originando deslocamentos axiais na placa, o estudo de análises dinâmicas e não-lineares para o meio semi- infinito (solo), bem como a utilização da solução fundamental de Mindlin na formulação do Método dos Elementos de Contorno também são propostas para futuros trabalhos de continuidade da presente pesquisa.
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