Analiza efectelor tasărilor diferențiale asupra structurilor rigide

Abstract

Prezenta lucrare are scopul de analiză a comportamentului structurilor rigide supuse tasărilor diferențiale ale terenului de fundare, în contextul dezvoltării construcțiilor înalte și al necesității evaluării corecte a interacțiunii teren-fundație-structură. Studiul vizează influența neuniformității terenului de fundare asupra stabilității și performanței structurale a clădirilor cu regim mare de înălțime. Obiectivul lucrării constă în analiza comparativă a comportării unei clădiri rigide cu structură portantă mixtă, realizată din cadre și pereți structurali din beton armat, în condițiile apariției tasărilor diferențiale, pentru soluțiile de fundare precum: fundții absolut rigide. fundații directe și radier general. Studiul este realizat cu evidența interacțiunii teren-structură, urmărindu-se evaluarea influenței tipului de fundație asupra distribuției eforturilor interne, deformațiilor structurale și stabilității globale. Metodologia de cercetare unifică studiul teoretic al literaturii de specialitate și al normativelor tehnice cu modelarea numerică bazată pe metoda elementelor finite. Calculul structural a fost efectuat cu ajutorul programelor SCAD++ și CROSS, utilizând metoda Winkler pentru simularea interacțiunii teren-structură. Structura analizată reprezintă o clădire cu 11 niveluri, dimensionată conform reglementărilor în vigoare din Republica Moldova. Rezultatele obținute arată că tasările diferențiale determină redistribuiri semnificative ale eforturilor interne față de ipoteza clasică de calcul cu baza încastrată, generând solicitări suplimentare, în special de încovoiere. Structurile amplaste pe fundații directe prezintă o sensibilitate mai ridicată la neuniformitatea terenului de fundare, în timp ce radierul general asigură o comportare mai favorabilă prin reducerea tasărilor diferențiate și îmbunătățirea stabilității globale. Concluziile lucrării efectute accentuiaza importanța includerii explicite a interacțiunii teren-structură (ITS) în proiectarea clădirilor înalte și necesitatea verificării atât a tasărilor globale, cât și a deformațiilor locale, în vederea asigurării nsiguranței și durabilității construcțiilor. Teza este formată din introducere, 3 capitole, concluzii, bibliografie și anexe. Lucrarea conține 72 pagini (fără anexă), 47 figuri și 9 tabele. Bibliografia constă din 47 surse de referință. Anexa tezei cuprinde 11 pagini,12 figuri și 2 tabel. În cadrul anexei sunt reprezentate shemele și rezultatul calculelor care se referă nemijlocit la studiile de caz.

The present study aims to analyze the behavior of rigid structures subjected to differential settlements of the foundation soil, in the context of the development of high-rise buildings and the need for an accurate evaluation of soil–foundation–structure interaction. The study focuses on the influence of foundation soil non-uniformity on the stability and structural performance of tall buildings. The main objective of the research is the comparative analysis of the behavior of a rigid building with a dual structural system, composed of reinforced concrete frames and structural walls, under differential settlement conditions, considering two foundation solutions: shallow foundations and a raft foundation. The study is conducted by explicitly accounting for soil– structure interaction, with the aim of assessing the influence of the foundation type on the distribution of internal forces, structural deformations, and overall stability. The research methodology combines a theoretical review of specialized literature and current technical standards with numerical modeling based on the finite element method. Structural analysis was performed using the SCAD++ and CROSS software, employing the Winkler model to simulate soil–structure interaction. The analyzed structure is an 11-story building, designed in accordance with the regulations in force in the Republic of Moldova. The results indicate that differential settlements lead to significant redistribution of internal forces compared to the classical fixed-base assumption, generating additional demands, particularly bending moments. Structures founded on shallow foundations exhibit higher sensitivity to foundation soil non-uniformity, whereas the raft foundation provides more favorable behavior by reducing differential settlements and improving global stability. The conclusions of the study emphasize the importance of explicitly considering soil– structure interaction in the design of high-rise buildings, as well as the need to verify both global settlements and local deformations in order to ensure structural safety and long-term durability. The thesis consists of introduction, 3 chapters, conclusion, bibliography and annexes. The paper contains 72 pages (without annexes), 47 figures and 9 tables. The bibliography consists of 47 reference sources. The annexes of the master’s thesis contains 11 pages, 12 figures and 2 tables. The annex presents the schemes and results of the calculations that directly relate to the case studies.