62ª Reunião Anual da SBPC
B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil
ESTUDO PRELIMINAR DE PROCESSOS APROXIMADOS DE ANÁLISE SÍSMICA EM BARRAGENS DE CONCRETO
Hélio Nogueira dos Santos 1
Paulo Marcelo Vieira Ribeiro 1
1. ENC, FT, Universidade de Brasília/UnB
INTRODUÇÃO:
Barragens são estruturas de grande porte e complexidade que têm importância relevante para o país. A grande quantidade de água armazenada em uma barragem torna catastrófico o cenário de uma eventual ruptura. Projeto, cálculo e execução rigorosos são necessários para a concepção deste tipo de estrutura, dado que qualquer falha, total ou parcial, pode gerar grandes prejuízos. Estudos sismológicos desde a década de 70 mostram que a atividades sísmicas moderadas estão em constante manifestação em nosso país, ocorrendo em várias regiões, de forma natural ou induzida. Apresentam-se os resultados de análises estáticas e pseudo-estáticas feitas por um método analítico aproximado, Método da Gravidade (MG), dos esforços, tensões e estabilidade de um perfil típico de barragem de concreto gravidade. O Método Pseudo-Estático (MPE) será utilizado na análise sísmica, com o objetivo de verificar a alteração na distribuição de tensões na barragem e dos indicadores de performance devido a um terremoto.
METODOLOGIA:
O trabalho baseia-se em pesquisa bibliográfica dos temas correlatos e no uso de softwares específicos para análise de esforços e tensões. O cálculo dos esforços, tensões e estabilidade de um perfil típico de barragem será feito por uma formulação analítica aproximada (MG para análise estática e MPE para análise sísmica) e posteriormente confrontado com os resultados obtidos pelos programas CADAM e ANSYS. O programa CADAM, contém rotinas baseadas no MG, enquanto que a ferramenta computacional ANSYS utiliza do Método dos Elementos Finitos. A comparação dos resultados entre os dois programas irá permitir a validação do método analítico simplificado. Para a análise estática são considerados: os esforços devido ao peso próprio e à força hidrostática em diferentes seções. Para a análise sísmica pseudo-estática são considerados: a força hidrodinâmica (massa adicional) do reservatório e as forças de inércia da estrutura.
RESULTADOS:
Observa-se, comparando os resultados obtidos analiticamente e por meio do programa CADAM, a validade do Método da Gravidade em relação ao Método dos Elementos Finitos para determinadas seções de cálculo. Algumas seções, porém, apresentaram divergências significativas de resultados. Tal efeito explica-se pelo fato de que em determinadas elevações a Teoria de Vigas não é mais válida, ou seja, as seções planas não permanecem planas, e esta é uma hipótese básica da formulação analítica. A análise dos resultados indica uma alteração na distribuição de tensões na barragem devido à ação do sismo. Os resultados são mais nítidos nos paramentos de montante e jusante, com efeitos alternados entre compressão e tração dependendo da orientação do sismo (montante ou jusante). Estes resultados demonstram a importância de uma análise sísmica para este tipo de estrutura.
CONCLUSÃO:
O MG mostrou-se um excelente procedimento para o cálculo preliminar de tensões em barragens de concreto gravidade. Os resultados se aproximam bastante de soluções obtidas por métodos mais refinados, em seções onde a Teoria de Vigas ainda permanece válida. O caráter simplificado deste procedimento evidencia sua grande importância para a análise preliminar de barragens de concreto gravidade, podendo ser empregado no projeto de estruturas com geometrias simples, eliminando a necessidade de programas sofisticados. A aplicação dos efeitos sísmicos via MPE também revelou que este procedimento é útil para a análise sísmica preliminar, onde a barragem pode ser considerada um corpo rígido, desprezando-se os efeitos de flexibilidade da estrutura. Os resultados indicam que os efeitos sísmicos não são desprezíveis. Entretanto, é importante salientar que pesquisas utilizando métodos mais refinados indicam que estas ações podem ser ainda mais significativas, fato importante para o projeto estrutural.
Instituição de Fomento: CNPq
Palavras-chave: Barragem, Sismo, Método da Gravidade.