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https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32826| Título: | Análise estática e sísmica de fundação de aerogerador em radier estaqueado |
| Autor(es): | Leal, Felipe Carlos de Araújo |
| Orientador: | Freitas Neto, Osvaldo de |
| Palavras-chave: | Radier estaqueado;Análise sísmica;Fundação de aerogerador;Modelagem numérica;Dinâmica de fundações;Fundações sismo-resistentes;Interação solo-estrutura |
| Data do documento: | 24-Mai-2021 |
| Editor: | Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
| Referência: | LEAL, Felipe Carlos de Araújo. Análise estática e sísmica de fundação de aerogerador em radier estaqueado. 2021. 285f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021. |
| Resumo: | O presente trabalho se propõe a avaliar o comportamento estático e sísmico de propostas de fundação em radiers estaqueados para um aerogerador situado na cidade de Macau, no litoral norte do estado do Rio Grande do Norte. As análises estáticas e sísmicas foram realizadas através do Método dos Elementos Finitos, com o software ABAQUS. Inicialmente, em análises estáticas, observou-se que em um radier estaqueado com 24 estacas (número de estacas originalmente previsto no projeto da fundação) o radier resistiu a 63% do carregamento vertical aplicado ao sistema, o que demonstra a importância da consideração do contato radiersolo neste caso. Concluiu-se, nas análises estáticas, que um radier estaqueado com 8 estacas (RE8) era suficiente para atender aos critérios de segurança e deslocabilidade necessários. Neste caso, o radier passou a suportar 85% da carga vertical aplicada à fundação e o critério que limitou a redução de mais estacas foi a rigidez rotacional, que está relacionada aos recalques diferenciais da fundação. Para as análises sísmicas, foi gerado um acelerograma artificial compatível com as condições sísmicas observadas no Brasil. Observou-se que a ação do sismo na base do modelo provocou variações nas cargas e deslocamentos verticais das fundações, bem como em sua rigidez rotacional e translacional, ao longo da duração do evento. O RE8, proposta otimizada para situação de apenas carregamento estático, experimentou aumento de recalques de até 34% durante a solicitação sísmica, bem como decréscimos de mesma ordem de grandeza em sua rigidez rotacional e translacional. Isso tornou a fundação imprópria para o caso, pois não atendeu aos critérios de deslocabilidade impostos pela fabricante do aerogerador, bem como apresentou possibilidade de insuficiência estrutural por tração em estaca. Finalmente, percebeu-se que um radier estaqueado com 20 estacas (RE20) atendeu a todos os critérios de projeto durante as solicitações estáticas e sísmicas e, portanto, se mostrou como uma proposta de fundação adequada para o caso. Concluiu-se que, apesar da solicitação sísmica ser de baixa magnitude, condizente com o território brasileiro, é capaz de causar efeitos importantes em estruturas sensíveis a deslocamentos e rotações, como fundações de aerogeradores. |
| Abstract: | The present dissertation proposes to evaluate the static and seismic behavior of piled rafts foundations for a wind turbine located in the city of Macau, on the northern coast of the state of Rio Grande do Norte. Static and seismic analysis were performed using the Finite Element Method, using the ABAQUS software. Initially, in the static analysis, it was observed that in a piled raft with 24 piles (originally predicted number of piles in the foundation design) the raft resisted 63% of the vertical load applied on system, which demonstrates the importance of considering the raft-soil contact in this case. It was concluded, in the static analysis, that a piled raft with 8 piles (RE8) was sufficient to fulfill the necessary safety and displacement criteria. In this case, the raft started to support 85% of the vertical load applied on foundation and the criterion that limited the reduction of more piles was the rotational stiffness, which is related to the differential settlement of the foundation. For seismic analysis, an artificial accelerogram compatible with the seismic conditions observed in Brazil was generated. It was observed that the action of the earthquake at the base of the model caused variations in the loads and vertical displacements of the foundations, as well as in their rotational and translational stiffness, throughout the duration of the event. The RE8, a proposal optimized for a situation of only static loading, experienced an increase in settlement of up to 34% during the seismic loads, as well as decreases of the same order of magnitude in its rotational and translational stiffness. This made the foundation unsuitable for the case, as it did not meet the displacement criteria imposed by the wind turbine manufacturer, as well as the possibility of structural failure due to pile traction. Finally, it was noticed that a piled raft with 20 piles (RE20) fulfilled all the design criteria during static and seismic loads and, therefore, proved to be a suitable foundation proposal for the case. It was concluded that, although the seismic loads are of low magnitude, consistent with the Brazilian territory, it is capable of causing important effects in structures sensitive to displacements and rotations, such as wind turbine foundations. |
| URI: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32826 |
| Aparece nas coleções: | PPEC - Mestrado em Engenharia Civil |
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