Estados limites de fundações considerando a resposta da superestrutura

Abstract

A superestrutura, suas fundações e o solo formam um sistema. É evidente, portanto, a necessidade de um estudo que englobe todo o sistema, estabelecendo qual a influência dos deslocamentos do solo na superestrutura. Toda fundação sofre deslocamentos verticais, horizontais ou rotacionais, conforme a solicitação a qual está submetida. Os deslocamentos, conforme sua magnitude, terão uma influência sobre a estrutura, que vai desde uma simples redistribuição de cargas até o colapso. O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos deslocamentos das fundações em torres de linhas de transmissão de energia. A metodologia adotada foi analisar as torres com apoios indeslocáveis (hipótese usual) e depois substituí-los por apoios flexíveis para verificar o efeito dos deslocamentos das fundações na distribuição das solicitações nas barras das torres. Este trabalho tem, adicionalmente, a intenção de contribuir aos grupos de estruturas e fundações, WG22-08 e WG22-07 da CIGRÉ em âmbito internacional, de forma articulada e coordenada. Assim sendo, este trabalho também objetiva preliminarmente avaliar algumas implicações de procedimentos usuais de análise e projeto, interrelacionados ao objetivo central, incluindo incertezas na modelagem para a previsão do comportamento estrutural sob carregamentos externos e deslocamentos das fundações. Com base nos resultados das aplicações estudadas, propõe-se um procedimento de caráter preliminar, para obtenção de coeficientes a serem aplicados no projeto das fundações e da torre. Estes coeficientes teriam as funções de limitar o deslocamento das fundações sob ação do carregamento máximo e dimensionar a torre de maneira que acréscimos de solicitações nas barras devido ao deslocamento limite possam ser absorvidos pela estrutura.

The structure and its foundations have to be regarded as a system. Therefore, it is clear the importance of studies leading to take into account the influence of foundation displacements on the structure performance. Any foundation undergoes displacements when is subjected to loading. Depending of the magnitude of such displacements, their influence may vary from a simple balance of member forces up to the structure or component collapse. The objective of this dissertation is to analyse the influence of displacements on structures, and in particular on transmission line tower for electrical energy. The approach adopted in this work was to initially consider the tower on fixed foundations and, afterwards, to replace these conditions by others allowing displacements and verify the influence on the member force distribution. In addition, this dissertation also aims to contribute to the Projects of CIGRÉ WG22-08, as well as of WG22-07, "Transmission Line Structures” and “Transmission Line Foundations", respectively. These Projects have a wide range of objectives which may be summarised by "to reach a better understanding of the capability of standard design models to predict the actual behaviour and the actual performance of structures and foundations of transmission lines". Based on the results of analyses carried out, a preliminary approach to establish a "design coefficient" for the combined design of tower and foundation is proposed. This coefficient would establish allowable foundation displacements, as well as the ultimate bar strength, in a such way to obtain a co-ordinated design of the system "structurefoundation".