Um estudo comparativo analítico-numérico de tensões locais e globais em barragens gravidade de concreto

Abstract

Esta pesquisa pretende identificar e delimitar as regiões que apresentam perturbações de tensões ocasionadas pela singularidade geométrica presente na ligação entre a estrutura e fundação, através da comparação entre Métodos Analíticos e Numéricos. Para tal, construiu-se uma rotina de cálculo através do software EXCEL em linguagem VBA, na qual se implementaram as equações do MG e foi denominada de RMG. Para as análises através do MEF utiliza-se o programa SAP2000, cujas propriedades dos elementos e distribuição da malha foram balizadas na literatura e em alguns estudos preliminares de casos. Ademais, foram evidenciados os coeficientes de segurança aplicados em barragens, destacando o estudo da estrutura como corpo rígido em seus principais modos de ruptura. Neste trabalho, aborda-se três estudos de casos, onde o primeiro utiliza quatro modelos de soluções e o segundo apresenta apenas os dois principais representantes de cada método (MG e MEF). No último caso, apresenta-se uma barragem gravidade de concreto de perfil clássico, onde foram delimitadas as regiões de perturbações de tensão através das diferenças assinaladas entre os Métodos Analíticos e Numéricos. Tais regiões foram observadas próximas à fundação, em especial nas extremidades, onde se apresentam as concentrações de tensões. Por fim, recomenda-se que as análises finais de projetos de barragens devam utilizar os Métodos Numéricos e, nas regiões delimitadas por λp (comprimento de influência significativa das tensões), deverá ocorrer uma maior discretização, bem como nas zonas de interseção entre λp e λy, as quais apresentarão concentrações de tensões que demandam maiores cuidados, tanto no projeto como na fase construtiva. Ressaltarse uma boa concordância entre os resultados dos Métodos de Gravidade e Numéricos, com exceção das zonas delimitadas por λp, ou seja, afastadas das regiões de perturbações de tensões. Deste modo, é possível qualificar a utilização do Método de Gravidade em análises preliminares de barragens gravidade de concreto e em estudos acadêmicos.