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Estudos paramétricos sobre a instabilidade de pórticos metálicos bidimensionais e tridimensionais

Braz César, M.T.
Fonte: Universidade do Porto, Faculdade de Engenharia Publicador: Universidade do Porto, Faculdade de Engenharia
Tipo: Dissertação de Mestrado
POR
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86.02%
O estudo de estruturas deve ser realista para que se tenha um perfeito conhecimento do seu comportamento, pelo que é necessário analisar não só a capacidade resistente em regime linear, mas também a estabilidade do modelo estrutural, sobretudo em estruturas tridimensionais onde esta análise é mais complexa. Neste contexto, o objectivo desta tese consiste na elaboração de uma análise não linear geométrica de estruturas metálicas reticuladas 2D e 3D, com o recurso a formulações exactas e aproximadas da matriz de rigidez, variando parâmetros geométricos previamente definidos e representando graficamente a sua influência no comportamento da estrutura em estudo. Para concretizar este objectivo foi desenvolvida, conjuntamente pelo autor da dissertação e pelo orientador científico, uma ferramenta computacional (fl’TST3D) baseada num método simplificado de análise de estruturas 3D (3 graus de liberdade por piso), com a formulação exacta da matriz de rigidez total. Como a maioria dos pacotes comerciais se fundamentam numa abordagem aproximada com formulações simplificadas da matriz de rigidez total, toma-se necessário aferir o seu rigor, e consequentemente, a possibilidade deste software realizar análises de Y ordem. Também são apresentadas as bases teóricas usadas para este tipo de análise...

Estudo e desenvolvimento de código computacional baseado no método dos elementos finitos para análise dinâmica não linear geométrica de sólidos bidimensionais ; Study and development of computational code based on the finite element method to dynamic geometrically nonlinear analysis of bidimensional solids

Marques, Gustavo Codá dos Santos Cavalcanti
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 18/04/2006 PT
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96.03%
O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de uma formulação e sua implementação computacional para se analisar, via Método dos Elementos Finitos (MEF),o comportamento dinâmico não linear geométrico de sólidos bidimensionais. Trata-se o comportamento geometricamente não linear através de uma formulação posicional classificada como lagrangeana total com cinemática exata. No estudo do comportamento dinâmico utiliza-se um algoritmo de integração temporal baseado na família de integradores temporais de Newmark. Para a consideração do impacto adota-se uma técnica que utiliza como integrador temporal o algoritmo de Newmark, modificado de forma a garantir sua estabilização, e limita-se a posição de cada nó da estrutura que por ventura sofra impacto. O código computacional desenvolvido é validado através de exemplos tradicionais da literatura científica. Analisam-se exemplos com comportamento apenas não linear geométrico e não linear geométrico dinâmico com ou sem impacto; The main goal of this work is the development of a formulation and its computational implementation, based on the finite element method (FEM), to analyze the dynamic geometrically nonlinear behavior of bidimensional solids. The geometrically nonlinear behavior is treated with a positional formulation classified as total Lagrangean with exact kinematics. In the study of the dynamic behavior...

Modelos constitutivos para materiais hiperelásticos: estudo e implementação computacional; Constitutive models for hyperelastic materials: study and computational implementation

Pascon, João Paulo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 01/04/2008 PT
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86.05%
O objetivo central deste trabalho é implementar modelos constitutivos hiperelásticos não lineares em um código computacional que faz análise não linear geométrica de cascas. São necessários, para este propósito, conceitos sobre álgebras linear e tensorial, cinemática, deformação, tensão, balanços, princípios variacionais, métodos numéricos e hiperelasticidade. Tal programa usa a formulação Lagrangiana posicional, o método dos elementos finitos, o princípio dos trabalhos virtuais e o método iterativo de Newton-Raphson para solução das equações não lineares. O elemento finito de casca possui dez nós, sete parâmetros por nó e variação linear da deformação ao longo da espessura. Para dedução dos novos modelos usou-se a decomposição multiplicativa do gradiente da função mudança de configuração, o tensor deformação de Green-Lagrange e o tensor da tensão de Piola-Kirchhoff de segunda espécie. O código desenvolvido foi usado em simulações de diversos exemplos e apresentou boa precisão na análise mecânica de polímeros naturais altamente deformáveis. A ocorrência do fenômeno travamento não se manifestou nas análises realizadas. A presente pesquisa confirmou outros trabalhos, reforçou a necessidade de se usar modelos hiperelásticos não lineares para simular o comportamento mecânico de polímeros naturais e apresentou resultados condizentes com dados experimentais existentes na literatura científica e às respectivas soluções analíticas.; The main objective of this work is to implement nonlinear hyperelastic constitutive models in a computational code of geometrically nonlinear analysis of shells. For this purpose...

Análise não linear geométrica do acoplamento solo-estrutura através da combinação MEC-MEF; Non linear geometric analysis of soil-structure interaction via BEM/FEM coupling

Silva, Wagner Queiroz
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/02/2010 PT
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106.18%
Neste trabalho foi desenvolvida uma formulação alternativa para o acoplamento entre o método dos elementos de contorno (MEC) e o método dos elementos finitos (MEF) para análise não linear geométrica de estruturas reticuladas ligadas a meios contínuos bidimensionais heterogêneos, aplicado a problemas de interação solo-estrutura. O solo foi considerado com comportamento elástico linear e modelado via MEC por meio de uma formulação alternativa à clássica técnica de sub-região permitindo a consideração de múltiplas inclusões mais ou menos rígidas do que o material padrão e de linhas de carga internas aos domínios. Este código foi então acoplado ao programa AcadFrame, baseado no MEF posicional para análise não linear geométrica de pórticos com consideração de cinemática exata. O acoplamento numérico foi realizado por meio de uma formulação algébrica onde a matriz de rigidez do solo e a força de contato são condensadas e somadas à matriz e ao vetor de forças internas da estrutura a cada iteração no processo de Newton-Raphson. Em ambos os programas foi utilizada uma generalização do grau de aproximação dos elementos através dos polinômios de Lagrange, o que permite a utilização de elementos curvos de alta ordem. Foi utilizada ainda a técnica dos mínimos quadrados para reduzir as oscilações de forças de superfície no contato. Os resultados obtidos de forma geral são bastante satisfatórios e comprovam a eficiência da formulação. O trabalho permite a análise de problemas de edificações apoiadas sobre solos estratificados com múltiplas inclusões e linhas de carga. Permite tanto a análise de elementos apoiados diretamente sobre o solo (sapatas...

Análise não linear geométrica e física de núcleos rígidos de edifícios altos em concreto armado; Nonlinear geometrical and physical analysis of cores of reinforced concrete tall buildings

Corelhano, Angelo Giovanni Bonfim
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/04/2010 PT
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96.11%
Neste trabalho são abordados os aspectos inerentes à análise não linear física e geométrica de núcleos rígidos pertencentes a estruturas de contraventamento de edifícios altos em concreto armado. O trabalho foca a análise estrutural dos núcleos através do uso de uma ferramenta computacional capaz de realizar uma análise não linear rigorosa, estudando modelos usuais com o emprego do método dos elementos finitos. São avaliadas as reduções de inércia que ocorrem nas paredes que compõem os núcleos, dimensionados de forma a apresentarem três taxas de armadura, uma próxima à mínima, uma média e uma próxima à máquina permitida pela NBR 6118. São estabelecidas estimativas simplificadas para os efeitos da não linearidade física sobre esses elementos, que possam ser utilizadas em projetos usuais de maneira simples e prática.; This work deals with nonlinear geometrical and physical analysis of structural cores that take part in the bracing system of multistory reinforced concrete buildings. The study depicts the structural behavior of concrete cores by using a computational tool that performs a strict non-linear analysis, coping with usual models based on the Finite Element Method. The work evaluates the inertia reduction of concrete core's walls...

Sobre o acoplamento fluido-casca utilizando o método dos elementos finitos; On fluid-shell coupling using the finite element method

Sanches, Rodolfo André Kuche
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 30/03/2011 PT
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86.09%
Este trabalho consiste no desenvolvimento de ferramentas computacionais para análise não linear geométrica de interação fluido-casca utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF). O algoritmo para dinâmica dos fluidos é explícito e a integração temporal é baseada em linhas características. O código computacional é capaz de simular as equações de Navier-Stokes para escoamentos compressíveis tanto na descrição Euleriana como na descrição Lagrangeana-Euleriana arbitrária (ALE), na qual é possível prescrever movimentos para a malha do fluido. A estrutura é modelada em descrição Lagrangeana total através de uma formulação de MEF para análise dinâmica não linear geométrica de cascas baseada no teorema da mínima energia potencial total escrito em função das posições nodais e vetores generalizados e não em deslocamentos e rotações. Essa característica evita o uso de aproximações de grandes rotações. Dois modelos de acoplamentos são desenvolvidos. O primeiro modelo, ideal para problemas onde a escala de deslocamentos não é muito grande comparada com as dimensões do domínio do fluido, é baseado na descrição ALE e o acoplamento entre as duas diferentes malhas é feito através do mapeamento das posições locais dos nós do contorno do fluido sobre os elementos de casca e vice-versa...

Análise não linear de sólidos viscoelásticos bidimensionais: implementação em elementos finitos e contribuição para aplicação a túneis.; Nonlinear analysis of two-dimensional viscoelastic solid: finite element implementation and contribution for practical application in tunnels.

Cassares, Kamila Rodrigues
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 01/03/2011 PT
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85.85%
O objetivo deste trabalho é aplicar uma formulação viscoelástica bidimensional sob não linearidade geométrica para estado plano de deformação baseada em grandezas energicamente conjugadas a partir do gradiente da transformação e do primeiro tensor das tensões de Piola- Kirchhoff. Esta formulação viscoelástica é composta pela equação constitutiva hiperelástica de Kircchoff- Saint Venant e a função de fluência do modelo viscoelástico de Kelvin-Voigt. A formulação é aplicada em análises numéricas com método dos elementos finitos. Para tal aplicação, foi proposto o uso de elementos triangulares T6 que não apresentaram o fenômeno de travamento e são adequados para a utilização em malhas não estruturadas. Esta implementação foi aplicada para prever deslocamentos no concreto projetado de túneis.; The objective of this work is to apply a geometrically nonlinear two-dimensional viscoelastic formulation for plane strain where deformation gradient is energetically conjugated with first Piola-Kircchoff stress tensor. This formulation is from constitutive equation St. Venant Kirchhoff and creep compliance Kelvin-Voigt rheological model. This is applied in numerical analysis with finite element method. Use of triangular elements was proposed. Locking is not observed in numerical examples and this kind of element is appropriate for use in unstructured mesh. Displacement prediction of shotcrete support in a tunnel was made with this formulation and excellent results were found.

Análise teórica e experimental de estruturas planas de concreto armado com a consideração da fluência.; Theorical and experimental analysis of plain reinforced concrete structures considering creep.

Oliveira, Ricardo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 03/10/2011 PT
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76%
Neste trabalho desenvolveu-se um método para análise de estruturas planas em concreto armado, em que considerou-se os efeitos de segunda ordem e da fluência. Foi utilizado o método dos elementos finitos (MEF) com elemento de barra com seis graus de liberdade, formulado com as hipóteses da teoria de viga Bernoulli-Euler, com seção transversal subdividida em lamelas. A não linearidade geométrica é representada pela descrição corrotacional para grandes deslocamentos e rotações e pequenas deformações. O efeito viscoelástico para prever a fluência no concreto é obtido pelo modelo de Maxwell em camadas, calibrado a partir de funções de fluência fornecidas por normas. Uma análise envolvendo o modelo desenvolvido em plataforma MATLAB pode ser dividida em duas etapas: na primeira busca-se a resposta da estrutura para um carregamento instantâneo e na segunda o comportamento é dependente do tempo. Inicialmente fizeram-se comparações com alguns resultados disponíveis na literatura a fim de avaliar o comportamento do modelo implementado. Por fim, foi feita a análise de um modelo reduzido. Esse modelo consistiu em um pórtico moldado em microconcreto armado, que foi instrumentado com sensores elétricos para medir suas deformações e deslocamentos. O pórtico foi ensaiado na idade de trinta e três dias e monitorado durante cento e vinte e cinco dias. A partir dos resultados analisados por este aplicativo...

Sobre modelos constitutivos não lineares para materiais com gradação funcional exibindo grandes deformações: implementação numérica em formulação não linear geométrica; On nonlinear constitutive models for functionally graded materials exhibiting large strains: numerical implementation in geometrically nonlinear formulation

Pascon, João Paulo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/04/2012 PT
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106.05%
O objetivo precípuo deste estudo é a implementação computacional de modelos constitutivos elásticos e elastoplásticos para materiais com gradação funcional em regime de grandes deslocamentos e elevadas deformações. Para simular numericamente um problema estrutural, são empregados aqui elementos finitos sólidos (tetraédrico e hexaédrico) com ordem de aproximação polinomial qualquer. Grandezas da Mecânica Não Linear do Contínuo, como deformação e tensão, são utilizadas na formulação deste estudo. Para reproduzir os grandes deslocamentos, é empregada a análise não linear geométrica. A descrição adotada aqui é a Lagrangiana total, e o equilíbrio da estrutura é expresso pelo Princípio da Mínima Energia Potencial Total. Com relação à resposta elástica do material, são usadas leis constitutivas hiperelásticas, nas quais a relação tensão-deformação é obtida a partir de um potencial escalar. O comportamento elastoplástico do material é definido pela decomposição da deformação nas parcelas elástica e plástica, pelo critério de plastificação de von-Mises, pela lei de fluxo associativa, pelas condições de consistência e de complementaridade, pelo parâmetro de encruamento isotrópico e pelo tensor das tensões inversas...

Análise não linear geométrica de pórticos planos considerando ligações semirrígidas elastoplásticas; Geometric nonlinear analysis of plane frames considering elastoplastic semi-rigid connections

Reis, Marcelo Campos Junqueira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 22/06/2012 PT
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126.21%
Neste trabalho foi implementada uma técnica para considerar ligações semirrígidas elastoplásticas para a análise não linear geométrica de pórticos planos. As ligações semirrígidas foram consideradas com o comportamento elastoplástico multilinear e modeladas via o Método dos Elementos Finitos (MEF). Esta técnica foi acoplada ao programa AcadFrame, baseado no Método dos Elementos Finitos Posicional (MEFP) para a análise não linear geométrica de pórticos planos e treliças planas. O acoplamento numérico foi realizado através de uma formulação algébrica em que a matriz de rigidez das ligações semirrígidas elastoplásticas e as forças internas das ligações são somadas à matriz e ao vetor de forças internas da estrutura a cada iteração no processo de Newton-Raphson. Conceitos de álgebra linear e tensorial, dinâmica não linear, deformação, tensão, princípios variacionais e métodos numéricos são necessários para este propósito. Simular-se-ão diversos exemplos de ligações semirrígidas de estruturas metálicas e de concreto pré-moldado para a verificação das implementações realizadas. O trabalho permite a análise não linear geométrica de pórticos planos considerando as ligações semirrígidas elastoplásticas.; This work presents a technique to consider elastoplastic semi-rigid connections for geometric nonlinear analysis of plane frames. The connections were considered semi-rigid with elastoplastic behavior and modeled by The Finite Element Method (FEM). This technique was coupled to AcadFrame program...

Análise não linear geométrica de cascas laminadas reforçadas com fibras; Geometrically nonlinear analysis of fiber reinforced laminated shells

Sampaio, Maria do Socorro Martins
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 03/02/2014 PT
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106.15%
Em geral, as formulações disponíveis na literatura para a análise de cascas laminadas reforçadas com fibras substituem o meio original heterogêneo por um homogêneo equivalente, que dificulta a identificação das tensões fibra-matriz, ou requerem que a malha de elementos finitos seja disposta de modo que os nós dos elementos finitos de fibra coincidam com os nós dos elementos finitos de casca, que é uma exigência bastante restritiva e que aumenta o número de graus de liberdade do sistema de equações resultante. Neste sentido, o objetivo geral desta tese consiste em desenvolver uma formulação para a inclusão de fibras longas e curtas aleatórias nas diversas lâminas de cascas laminadas anisotrópicas com não linearidade geométrica utilizando o método dos elementos finitos sem aumentar o número de graus de liberdade do sistema de equações resultante e sem a necessidade de coincidência de nós na discretização das fibras e da matriz. Nesta formulação, o elemento finito triangular de casca laminada utilizado para discretizar a matriz possui dez nós e sete graus de liberdade por nó, sendo três translações, três componentes do vetor generalizado e a taxa de variação linear da deformação ao longo da espessura. As fibras curvas...

Análise estática não linear plana de pontes estaiadas e determinação das frequências naturais e modos de vibração; Nonlinear static analysis of plane cable-stayed bridges and determination of natural frequencies and vibration modes

Moreira Filho, Carlos Augusto
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 27/03/2014 PT
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96.09%
As pontes estaiadas são exemplos de estruturas esbeltas e flexíveis onde a capacidade de utilização dos materiais tem grande importância. Neste sentido, para garantir a melhor utilização dos materiais envolvidos (aço e concreto, por exemplo), é preciso determinar as forças de protensão aplicadas aos cabos. A melhor distribuição dos momentos fletores no tabuleiro de ponte é aquela obtida com uma viga contínua. Pontes estaiadas fornecem apoios elásticos ao tabuleiro. O presente trabalho emprega o método da anulação dos deslocamentos, MAD, para obter as forças axiais a que os cabos estarão submetidos de modo a aproximar o comportamento do tabuleiro ao de uma viga contínua. O método MAD. proporciona uma estrutura economicamente mais viável. O código computacional desenvolvido realiza análises estática e modal por meio do método dos elementos finitos, MEF. A análise estática utilizada é a não linear geométrica, considerando as não linearidades do efeito de catenária do cabo, e dos elementos submetidos à compressão. O material é assumido no campo do regime elástico linear. A ponte é modelada por elementos de treliça plana com módulo de elasticidade de Dischinger, para simular os cabos, e elementos de pórtico plano para os elementos do tabuleiro e da torre. O carregamento da estrutura considera a atuação apenas do peso-próprio dos elementos estruturais. O código computacional desenvolvido permite...

Sobre análise não linear geométrica de edifícios considerando o empenamento dos núcleos estruturais e a interação solo-estrutura; On geometric nonlinear analysis of tall buildings structures considering the warping of the structural cores and the soil-structure interaction

Silva, Wagner Queiroz
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/12/2014 PT
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106.12%
Neste trabalho foi desenvolvido um modelo para análise tridimensional não linear geométrica de edifícios considerando a influência de todas as partes componentes do sistema estrutural, incluindo a ligação núcleo-laje e o solo de fundação. Pilares e vigas são modelados com elementos finitos de barra com seção transversal de forma qualquer, enquanto as lajes são modeladas por elementos finitos de casca. Ambos consideram o comportamento não linear geométrico e adotam como graus de liberdade posições nodais e vetores generalizados ao invés de deslocamentos e rotações, sendo também considerado para o elemento de barra o grau de liberdade de empenamento da seção. Apresenta-se uma estratégia cinemática para o acoplamento de topo entre os elementos de casca e a seção dos elementos de barra, gerando assim um elemento de núcleo com diafragma. O acoplamento se dá através de uma matriz de incidência cinemática responsável por inserir na Hessiana e no vetor de forças internas do elemento de barra que discretiza o núcleo as contribuições de elementos de casca a ele conectadas. Admite-se para os materiais do edifício a lei constitutiva elástico-linear de Saint Venant-Kirchhoff e a não linearidade geométrica é considerada através de uma formulação Lagrangiana total com cinemática exata. A flexibilidade dos apoios é considerada através de uma matriz de rigidez do sistema solo-fundação. Esta matriz é calculada em outro programa de acoplamento entre o Método dos Elementos de Contorno e o Método dos Elementos Finitos por meio de uma estratégia numérica baseada...

Analise não linear geometrica de estruturas reticuladas com aplicação ao lançamento de oleodutos submarinos

Claudio Lessa Paixção
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 30/11/1990 PT
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85.98%
Nesta dissertação, apresenta-se uma metodologia para a análise não linear geométrica de pórticos espaciais pelo método dos elementos finitos. Para a implementação do modelo apresentado, desenvolveram-se dois programas de computador os quais variam entre si quanto ao processo utilizado para a linearização do sistema de equações. O primeiro utiliza o método de Newton-Raphson modificado e relaxado, e o segundo baseia-se no processo Quase-Newton. São apresentados alguns exemplos com o intuito de validar e avaliar os processos utilizados assim como os programas implementados. Para a simulação do lançamento de oleodutos, desenvolveu-se um programa específico o qual incorpora aos anteriores uma rotina de pré-processamento de dados e um elemento de mola linear para simular a reação do fundo do mar; A numerical scheme for the geometric non linear analysis of three dimensional cable and frames structures by the Finite Element Method is presented in this work. Two computer programs were implemented, one of them uses the modified and relaxed Newton-Raphson method and the other the Quasi-Newton Method for the solution of non linear system of equations. Simple numerical examples are studied in order to validate the numerical algorithms and the computer programs. Another specifc program was developed in order to simulate the structural behaviour of offshore oil pipelines. This program includes a data pre-processing routine and a linear spring element that simulates the sea bed reaction

Contribuição a analise não-linear geometrica de porticos planos

Zermiani, Fabiano Luis
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xiii, [136]f.| grafs, tabs. +anexos
POR
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86.16%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico; O dimensionamento de estruturas de edificios altos, com predominância de carregamentos verticais, é, na maioria dos casos, feito através de análise simplificada, isolando vigas e pilares ou pela análise linear dos esforços resistentes dos pórticos planos constituintes. Ou seja, apenas elementos de barras estão presentes. A proposta desta dissertação está em atualizar a análise de pórticos planos para edificios e outras estruturas, incorporando o comportamento não-linear da geometria das estruturas. Um relato dos métodos disponíveis na bibliografia especializada é apresentado para situar o universo já desenvolvido sobre o assunto. Dois métodos foram destacados, o método P- e da Matriz de rigidez geométrica. No primeiro, foi adicionada análise de duas particularidades, com a inclusão apenas nas barras verticais e com a inclusão de barras verticais, horizontais e inclinadas. No método da matriz de rigidez geométrica, esta foi considerada em sua forma plena e com alguma simplificação. Os métodos destacados foram definidos e diversos exemplos numéricos são apresentados. Os tempos de resolução computacional foram considerados. Como resultados...

Optimização estrutural na análise não linear dos modelos de escoras e tirantes

Macedo, Roland
Fonte: FCT-UNL Publicador: FCT-UNL
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /12/2011 POR
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75.98%
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Estruturas; Em peças de betão armado, para zonas de descontinuidade geométrica, é corrente adoptar o dimensionamento através do modelo de escoras e tirantes. A metodologia do modelo de escoras e tirantes consiste, resumidamente, na condensação de todas as tensões de compressão e tracção em elementos barra sujeitos a esforços axiais, sendo estas ligadas entre si através de nós. No entanto, através desta metodologia, é possível adoptar vários modelos, onde o melhor modelo é aquele que possuí menor energia de deformação. A adopção de análises considerando as não linearidades físicas e geométricas são cada vez mais comuns devido à evolução de recursos computacionais e da criação de novos modelos mais próximos da realidade. Neste estudo, foram modeladas treliças com a geometria de um modelo de escoras e tirantes, onde se considera as propriedades não lineares dos materiais. As soluções obtidas destes modelos numéricos permitem obter um historial do comportamento estrutural, desde do início da aplicação da carga até ao colapso da estrutura. Como base de comparação e de validação, as modelações numéricas são comparadas por modelos experimentais realizados por Filho [10]. Neste trabalho...

Análise não linear do comportamento dinâmico de passadiços pedonais pré-fabricados

Bernardo, Vasco Miguel Serrano
Fonte: Universidade Nova de Lisboa Publicador: Universidade Nova de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /11/2014 POR
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75.91%
Os terramotos têm sido considerados uma das forças mais destrutivas e violentas da natureza, causando grandes tragédias e perdas económicas significativas. O objetivo principal do presente estudo é avaliar o comportamento global e local de três pontes pedonais, pré-fabricadas, durante a ação sísmica regulamentar. Através destas análises, pretende-se avaliar o risco de colapso das estruturas por “descalçamento” do tabuleiro e, caso necessário, propor soluções para evitar este fenómeno e melhorar o desempenho sísmico dos passadiços. No domínio de pontes, o “descalçamento dos apoios” é um tipo de rotura que pode ocorrer em estruturas com tramos simplesmente apoiados, onde os problemas surgem geralmente na interface de ligação tabuleiro-pilar, podendo conduzir ao derrubamento do primeiro. Este tipo de ligação é geralmente constituído por um conjunto de varões de aço – ferrolhos, chumbados verticalmente ao capitel do pilar e que atravessam placas de neoprene, ficando instalados no negativo das vigas. A selagem dos varões é normalmente realizada com argamassa de alta resistência. Os problemas que surgem neste tipo de ligação estão associados, a maior parte das vezes, à falta de manutenção e ao insuficiente comprimento de entrega do tabuleiro na zona dos aparelhos de apoio. A simulação do comportamento da estrutura durante as várias fases construtivas e aplicação de cargas...

Análise não-linear de treliças pelo método dos elementos finitos posicional; Nonlinear analysis of trusses using the positional finite element method

Lacerda, Estéfane George Macedo de
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; MECÂNICA DAS ESTRUTURAS, ESTRUTURAS DE CONCRETO E ALVENARIA E MATERIAIS E PROCESSOS CONSTRUTIVOS Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil; MECÂNICA DAS ESTRUTURAS, ESTRUTURAS DE CONCRETO E ALVENARIA E MATERIAIS E PROCESSOS CONSTRUTIVOS
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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85.94%
This work presents the positional nonlinear geometric formulation for trusses using different strain measures. The positional formulation presents an alternative approach for nonlinear problems. This formulation considers nodal positions as variables of the nonlinear system instead of displacements (widely found in literature). The work also describes the arc-length method used for tracing equilibrium paths with snap-through and snap-back. Numerical applications for trusses already established in the literature and comparisons with other studies are provided to prove the accuracy of the proposed formulation; Este trabalho apresenta a formulação posicional não linear geométrica para treliças usando diferentes medidas de deformação. A formulação posicional é uma abordagem alternativa para problemas não lineares. Essa formulação considera as posições nodais como variáveis do sistema não linear em vez dos deslocamentos (que é largamente utilizado na literatura). O trabalho também descreve o método do comprimento de arco, usado para traçar caminhos de equilíbrio com snap-through e snap-back. Aplicações numéricas com treliças já consagradas na literatura e comparações com outros trabalhos são fornecidos para provar a acurácia da formulação proposta

Otimização de estruturas reticuladas planas com comportamento geometricamente não linear; Optimization of plane frame structures with behavior geometrically nonlinear

ASSIS, Lilian Pureza de
Fonte: Universidade Federal de Goiás; BR; UFG; Mestrado em Engenharia Civil; Engenharias Publicador: Universidade Federal de Goiás; BR; UFG; Mestrado em Engenharia Civil; Engenharias
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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96.14%
The aim of this work is to present a formulation and corresponding computational implementation for sizing optimization of plane frames and cable-stayed columns considering geometric non liner behavior. The structural analysis is based on the finite element method using the updated lagrangian approach for plane frame and cable elements, which are represented by plane truss elements. The non linear system is solved by the Newton-Raphson method coupled to load increment strategies such as the arch length method and the generalized displacement parameter method, which allow the algorithm to transpose any critical point that happen to appear along the equilibrium path. In the optimization process the design variables are the heights of the crosssection of the frame elements, the objective function represents the volume of the structure and the constraints impose limits to displacements and critical load. Lateral constraints impose limits to the design variables. The finite difference method is used in the sensitivity analysis of the displacement and critical load constraints. The optimization process is carried out using three different optimization strategies: the sequential quadratic programming algorithm; the interior points algorithm; and the branch and bound method. Some numerical experiments are carried out so as to test the analysis and the sensitivity strategies. Numerical experiments are presented to show the validity of the implementation presented in this dissertation.; O objetivo deste trabalho é a otimização de dimensões de pórticos planos e de colunas estaiadas planas pela minimização do volume da estrutura...

Estudo comparativo de formulações para a analise não-linear geometrica de treliças

Sandra Cristina de Agostini Segnini
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 09/10/2000 PT
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116.17%
Este trabalho tem como objetivo fazer um estudo de formulações exatas e aproximadas para o problema da não-linearidade geométrica em treliças. As formulações estudadas são desenvolvidas para treliças planas, podendo ser também estendidas para treliças espaciais mediante pequenos ajustes. As várias formulações estudadas e apresentadas no trabalho estão divididas em duas categorias: formulações geometricamente exatas, considerando grandes rotações, e formulações denominadas aproximadas ou de segunda ordem, que admitem hipóteses e simplificações geométricas para pequenas rotações. Nas formulações estudadas assume-se a validade da Lei de Hooke. Inicialmente são apresentadas as formulações estudadas, chegando-se em cada uma delas à obtenção da matriz de rigidez elástica linear e matriz de rigidez tangente para uma barra de treliça plana. A seguir apresenta-se um capítulo que aborda os métodos de resolução e outro que descreve os "elementos finitos" da biblioteca de elementos do programa Ansys que podem ser usados para a análise não linear geométrica de treliças. Tomando por base as formulações estudadas foi escrito um programa de computador, em linguagem Pascal, para a análise não linear geométrica de treliças planas ou espaciais...