Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alegre, André Filipe Moreira
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.21/6031
Resumo: Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no âmbito do protocolo entre o ISEL e o LNEC
id RCAP_692fd6a5c7636cb20c7d4c6a85db3e07
oai_identifier_str oai:repositorio.ipl.pt:10400.21/6031
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressõesBarragens de betãoBarragens abóbadaSegurança estruturalControlo da segurançaComportamento dinâmicoMétodo dos elementos finitosModelos numéricos de EF3DSistema barragem -albufeiraFundaçãoAlbufeira discretizada em EF de pressãoFormulação em pressões e deslocamentosAbordagem de estadoAmortecimento generalizadoEfeito de radiaçãoAnálise sísmica de barragensVerificação da segurança sísmicaRoturas locais no betãoDerrubamento de blocos de controloDeslizamento de blocos de controloBarragem de LuzzoneConcrete damsArch damsStructural safetySafety controlDynamic behaviourFinite Element method3DFEM numeric modelsDam reservoirFoundation systemDiscretized reservoir in pressure FEFormulation in pressures and displacementsState space approachGeneralized dampingRadiation effectDam seismic analysisSeismic safety evaluationConcrete local failureOverturning of control blocksSliding of control blocksLuzzone damTrabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no âmbito do protocolo entre o ISEL e o LNECO controlo da segurança estrutural de barragens sob ações sísmicas deve ser efetuado com base em sistemas de monitorização do comportamento dinâmico das obras e recorrendo a modelos numéricos para simular a resposta dinâmica do conjunto barragem-fundação-albufeira, os quais devem ser calibrados por comparação com resultados experimentais obtidos in-situ. Nesta dissertação referem-se sumariamente os fundamentos do MEF na perspetiva da análise dinâmica de barragens. Refere-se a formulação clássica de Westergaard para simular a interação dinâmica água-estrutura e as formulações em que a albufeira é discretizada em elementos finitos, geralmente baseadas numa abordagem de estado. Nomeadamente, apresenta-se em detalhe uma formulação em pressões e deslocamentos, na qual se utilizam elementos finitos de pressão na albufeira e elementos finitos de deslocamento na barragem e na fundação. Desenvolveu-se um programa de elementos finitos 3D em MATLAB para análise sísmica de barragens abóbada (DamDySSA1.0), apresentando -se resultados para o caso da barragem de Luzzone, na Suíça (225 m de altura). Com este programa é possível efetuar cálculos dinâmicos no domínio do tempo utilizando a referida formulação em pressões (fluido) e deslocamentos (sólido), na qual se adotou uma abordagem de estado em coordenadas modais, para analisar a resposta a acelerogramas sísmicos aplicados na base. Este programa foi validado comparando resultados experimentais e resultados numéricos calculados para o caso da barragem do Cabril. O modelo de EF desenvolvido para análise dinâmica de sistemas barragem-fundação-albufeira considera a hipótese de materiais isotrópicos com comportamento elástico-linear e permite a consideração de superfícies de descontinuidade (elementos de junta). A fundação é simulada como uma subestrutura, elástica e sem massa. A albufeira é discretizada em elementos finitos de pressão, permitindo considerar a interação dinâmica água-estrutura e o efeito de radiação/reflexão das ondas de pressão nas interfaces. É ainda admitida a hipótese de amortecimento de Rayleighgeneralizado (ou não proporcional) e amortecimento de radiação da albufeira, surgindo modos de vibração complexos ou não estacionários. Na análise sísmica e verificação da segurança da barragem de Luzzone consideraram-se as combinações com o Sismo Base de Projeto e o Sismo Máximo de Projeto. Como principais ações estáticas, considerou-se o peso próprio, a pressão hidrostática e dos sedimentos e as variações de temperatura na situação de inverno e de verão. Verificou-se a segurança para o cenário deocorrência de roturas pontuais no betão e para o cenário de deslizamento e derrubamento de blocosque se possam formar na zona central superior da obra.Abstract: The structural safety control of dams under seismic actions must be based on monitoring systems for measuring the dam dynamic behaviour and on the use of numerical models to simulate the dynamic response of the dam-reservoir-foundation system, which must be calibrated by comparison with experimental results obtained on site. In this dissertation are summarised the f undamentals of the Finite Element Method in the perspective of the numerical analysis of the dam dynamic behaviour. It is referred the classic Westergaard formulation to simulate the water-structure dynamic interaction and the formulations based on reservoir discretizations into finite elements, that generally use a state approach. Namely, it is presented in detail a formulation in pressures and displacements using pressure finite elements for the reservoir and displacement finite elements for the dam and foundation. It was developed a 3D finite element program using MATLAB f or the seismic analysis of arch dams (DamDySSA1.0), being presented the results for the case of Luzzone Dam, in Swizerland (225 m high). Dynamic calculations in time domain are performed using the mentioned formulation in pressures (fluid) and displacements (solid) and a state approach in modal coordinates, to analyse the response for applied seismic acelerogramas at the base. The developed program was validated by comparing the computed numerical results and experimental results, for Cabril dam case. The developed 3DFE model for dynamic analysis of dam-reservoir-foundation system assumes the hypothesis of isotropic materials with linear-elastic behaviour and allows the consideration of discontinuity surfaces (joint elements). The foundation is simulated as a substructure, elastic and massless. The reservoir is discretized into pressure finite elements, to take into account the water-structure dynamic interaction and the radiation/reflection effect of the pressure waves on the interfaces. It is considered generalized (or non-proportional) Rayleigh damping and the reservoir radiation damping, arising complex or non-stationary vibration modes. The seismic analysis and the study of seismic safety evaluation of Luzzone dam was carried out for the main load combinations with the Operating Basis Earthquake and the Maximum DesignEarthquake. It were considered, as static loads, the self-weight, the hydrostatic and silt pressure, and the thermal gradient both in winter and summer. The dam safety was verified for the concrete local failure scenario and for the scenario of sliding and overturning of blocks that may arise in the upper central part of the structure.Instituto Superior de Engenharia de LisboaOliveira, Sérgio Bruno Martins deRCIPLAlegre, André Filipe Moreira2016-04-18T18:22:20Z2015-122015-12-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.21/6031TID:201214180porALEGRE, André Filipe Moreira - Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2015. Dissertação de mestrado.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-08-03T09:50:18Zoai:repositorio.ipl.pt:10400.21/6031Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:15:14.659168Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões
title Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões
spellingShingle Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões
Alegre, André Filipe Moreira
Barragens de betão
Barragens abóbada
Segurança estrutural
Controlo da segurança
Comportamento dinâmico
Método dos elementos finitos
Modelos numéricos de EF3D
Sistema barragem -albufeira
Fundação
Albufeira discretizada em EF de pressão
Formulação em pressões e deslocamentos
Abordagem de estado
Amortecimento generalizado
Efeito de radiação
Análise sísmica de barragens
Verificação da segurança sísmica
Roturas locais no betão
Derrubamento de blocos de controlo
Deslizamento de blocos de controlo
Barragem de Luzzone
Concrete dams
Arch dams
Structural safety
Safety control
Dynamic behaviour
Finite Element method
3DFEM numeric models
Dam reservoir
Foundation system
Discretized reservoir in pressure FE
Formulation in pressures and displacements
State space approach
Generalized damping
Radiation effect
Dam seismic analysis
Seismic safety evaluation
Concrete local failure
Overturning of control blocks
Sliding of control blocks
Luzzone dam
title_short Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões
title_full Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões
title_fullStr Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões
title_full_unstemmed Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões
title_sort Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões
author Alegre, André Filipe Moreira
author_facet Alegre, André Filipe Moreira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Oliveira, Sérgio Bruno Martins de
RCIPL
dc.contributor.author.fl_str_mv Alegre, André Filipe Moreira
dc.subject.por.fl_str_mv Barragens de betão
Barragens abóbada
Segurança estrutural
Controlo da segurança
Comportamento dinâmico
Método dos elementos finitos
Modelos numéricos de EF3D
Sistema barragem -albufeira
Fundação
Albufeira discretizada em EF de pressão
Formulação em pressões e deslocamentos
Abordagem de estado
Amortecimento generalizado
Efeito de radiação
Análise sísmica de barragens
Verificação da segurança sísmica
Roturas locais no betão
Derrubamento de blocos de controlo
Deslizamento de blocos de controlo
Barragem de Luzzone
Concrete dams
Arch dams
Structural safety
Safety control
Dynamic behaviour
Finite Element method
3DFEM numeric models
Dam reservoir
Foundation system
Discretized reservoir in pressure FE
Formulation in pressures and displacements
State space approach
Generalized damping
Radiation effect
Dam seismic analysis
Seismic safety evaluation
Concrete local failure
Overturning of control blocks
Sliding of control blocks
Luzzone dam
topic Barragens de betão
Barragens abóbada
Segurança estrutural
Controlo da segurança
Comportamento dinâmico
Método dos elementos finitos
Modelos numéricos de EF3D
Sistema barragem -albufeira
Fundação
Albufeira discretizada em EF de pressão
Formulação em pressões e deslocamentos
Abordagem de estado
Amortecimento generalizado
Efeito de radiação
Análise sísmica de barragens
Verificação da segurança sísmica
Roturas locais no betão
Derrubamento de blocos de controlo
Deslizamento de blocos de controlo
Barragem de Luzzone
Concrete dams
Arch dams
Structural safety
Safety control
Dynamic behaviour
Finite Element method
3DFEM numeric models
Dam reservoir
Foundation system
Discretized reservoir in pressure FE
Formulation in pressures and displacements
State space approach
Generalized damping
Radiation effect
Dam seismic analysis
Seismic safety evaluation
Concrete local failure
Overturning of control blocks
Sliding of control blocks
Luzzone dam
description Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no âmbito do protocolo entre o ISEL e o LNEC
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-12
2015-12-01T00:00:00Z
2016-04-18T18:22:20Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10400.21/6031
TID:201214180
url http://hdl.handle.net/10400.21/6031
identifier_str_mv TID:201214180
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv ALEGRE, André Filipe Moreira - Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2015. Dissertação de mestrado.
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
publisher.none.fl_str_mv Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133410854174720

Registros relacionados