Influence of foundation settlements in load redistribution on columns in a monitoring construction - Case Study

Savaris, G.; Hallak, P. H.; Maia, P. C. A.

doi:10.1590/S1983-41952010000300006

Abstracts

The objective of this article is to present the results obtained in a study on the interaction between the behavior of the structure and the foundation settlements and verify the influence of normal load distribution on the columns. In this mechanism, known as structure soil interaction (SSI), as the building is constructed, a transfer of loads occurs from the columns which tend to settle more to those that tend to settle less. The study was conducted in a building which had its settlements monitored from the beginning of construction. For this purpose, a linear tridimensional numerical model was constructed and numerical analysis was performed, using the finite elements method. In these analyses, numerical models corre- sponding to the execution of each floor were used, considering the settlements measured in each stage of the construction. The results of analy- ses showed that the effect of SSI are significant for calculating the normal efforts on the columns, particularly on those located in the first floors.

structure soil interaction; settlements; reinforced concrete

O objetivo deste artigo é o de apresentar os resultados obtidos do estudo da interação entre o comportamento da estrutura e os recalques de fundação e verificar a sua influência na redistribuição de esforços normais nos pilares. Neste mecanismo, conhecido como interação solo estru- tura (ISE), a medida que a edificação é construída, ocorre uma transferência de cargas dos pilares que tendem a recalcar mais para aqueles que tendem a recalcar menos. O estudo foi conduzido em um edifício que teve seus recalques monitorados desde o início da construção. Para se alcançar este objetivo, foi construído um modelo numérico linear tridimensional e foi realizada uma análise numérica pelo método dos elementos finitos. Nestas análises, modelos numéricos correspondentes a conclusão de cada andar foi utilizado em conjunto com os recalques medidos para cada etapa da construção. Os resultados das análises motraram que os efeitos da ISE são significantes para o cálculo dos esforços normais nos pilares, particularmente para aqueles localizados nos primeiros andares.

interação solo-estrutura; recalques; concreto armado

Influence of foundation settlements in load redistribution on columns in a monitoring construction - Case Study

Influência dos recalques de fundação na redistribuiçao de cargas nos pilares numa construção monitorada - Estudo de Caso

G. Savaris^I; P. H. Hallak^* * corresponding author ^II; P. C. A. Maia^III

^IUniversidade Paranaense - UNIPAR, Campus Cascavel, gustavosavaris@unipar.br,gustavosavaris@unipar.br, Rua Rui Barbosa nº 611, Cascavel, Paraná, Brasil

^IIDepartment of Applied and Computational Mechanics, Federal University of Juiz de For a - UFJF, patricia.hallak@ufjf.edu.br,patricia.hallak@ufjf.edu.br, Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer, s/n Campus Universitário, Juiz de Fora, MG, CEP 36036 900, Brazil

^IIIDepartment of Civil Engineering, CCT, State University of Norte Fluminense Darcy Ribeiro - UENF, maia@uenf.br,maia@uenf.br, Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ, CEP 28013-600, Brazil

ABSTRACT

The objective of this article is to present the results obtained in a study on the interaction between the behavior of the structure and the foundation settlements and verify the influence of normal load distribution on the columns. In this mechanism, known as structure soil interaction (SSI), as the building is constructed, a transfer of loads occurs from the columns which tend to settle more to those that tend to settle less. The study was conducted in a building which had its settlements monitored from the beginning of construction. For this purpose, a linear tridimensional numerical model was constructed and numerical analysis was performed, using the finite elements method. In these analyses, numerical models corre- sponding to the execution of each floor were used, considering the settlements measured in each stage of the construction. The results of analy- ses showed that the effect of SSI are significant for calculating the normal efforts on the columns, particularly on those located in the first floors.

Keywords: structure soil interaction, settlements, reinforced concrete

RESUMO

O objetivo deste artigo é o de apresentar os resultados obtidos do estudo da interação entre o comportamento da estrutura e os recalques de fundação e verificar a sua influência na redistribuição de esforços normais nos pilares. Neste mecanismo, conhecido como interação solo estru- tura (ISE), a medida que a edificação é construída, ocorre uma transferência de cargas dos pilares que tendem a recalcar mais para aqueles que tendem a recalcar menos. O estudo foi conduzido em um edifício que teve seus recalques monitorados desde o início da construção. Para se alcançar este objetivo, foi construído um modelo numérico linear tridimensional e foi realizada uma análise numérica pelo método dos elementos finitos. Nestas análises, modelos numéricos correspondentes a conclusão de cada andar foi utilizado em conjunto com os recalques medidos para cada etapa da construção. Os resultados das análises motraram que os efeitos da ISE são significantes para o cálculo dos esforços normais nos pilares, particularmente para aqueles localizados nos primeiros andares.

Palavras-chave: interação solo-estrutura, recalques, concreto armado.

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7. References

[01] MEYERHOF, G. G. (1953) Some Recent Foundation Research and its Application to Design. Structural Engineer, Vol. 31, pp. 151-167; apud GUSMÃO (1994).

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[08] GUSMÃO, A. D., CALADO JR., I. H. (2002) Estudo dos efeitos da interação solo estrutura em uma edificação com fundação em terreno melhorado. In. XII COBRAMSEG, São Paulo, SP, ABMS, Anais, v.3, p.1743-1752.

[09] GONÇALVES, J. C. (2004) Avaliação da influência dos recalques das fundações na variação de cargas dos pilares de um edifício. Rio de Janeiro. Dissertação (Mestrado) - COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 126p.

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[11] ABNT - Brazilian Technical Standards Association (1980). Cargas para o cálculo de estruturas de edificações. Title of the standard: NBR 6120, Rio de Janeiro, 5p.

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[14] MADUREIRA, E. L., BEZERRA, J. E. (2000). Influência da interação solo estrutura na distribuição de cargas em pilares. In. 4º Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia - SEFE IV, p. 178-184.

[15] CRESPO, V. A. S. (2004) Estudo da sensibilidade de edificações em relação ao solo. Campos dos Goytacazes. Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual do Norte Fluminense - UENF, 92p.

Received: 05 Nov 2009

Accepted: 23 Jul 2010

Available Online: 10 Sep 2010

[01] MEYERHOF, G. G. (1953) Some Recent Foundation Research and its Application to Design. Structural Engineer, Vol. 31, pp. 151-167; apud GUSMÃO (1994).
[02] CHAMECKI, S. (1954) Consideração da Rigidez da Estrutura no Cálculo dos Recalques da Fundação. In: I Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia deFundações, Porto Alegre, v. 1, pp. 35-80; apud GONÇALVES (2004).
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[15] CRESPO, V. A. S. (2004) Estudo da sensibilidade de edificações em relação ao solo. Campos dos Goytacazes. Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual do Norte Fluminense - UENF, 92p.

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16 Sept 2014
Date of issue
Sept 2010

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Received
05 Nov 2009
Accepted
23 July 2010

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[1] [01] MEYERHOF, G. G. (1953) Some Recent Foundation Research and its Application to Design. Structural Engineer, Vol. 31, pp. 151-167; apud GUSMÃO (1994).

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[9] [09] GONÇALVES, J. C. (2004) Avaliação da influência dos recalques das fundações na variação de cargas dos pilares de um edifício. Rio de Janeiro. Dissertação (Mestrado) - COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 126p.

[10] [10] SAVARIS, G., (2008). Monitoração de Recalques de um Edifício e Avaliação da Interação Solo Estrutura. Dissertação (Mestrado) - Campos dos Goytacazes - RJ, Universidade Estadual do Norte Fluminense - UENF, 177p.

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[12] [12] ABNT - Brazilian Technical Standards Association (2003). Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Title of the standard:: NBR 6118, Rio de Janeiro, 221p

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[15] [15] CRESPO, V. A. S. (2004) Estudo da sensibilidade de edificações em relação ao solo. Campos dos Goytacazes. Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual do Norte Fluminense - UENF, 92p.