Autor(es):
Braz César, M.T. 
Data: 2004
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10198/1802
Origem: Biblioteca Digital do IPB
Assunto(s): Análise não-linear geométrica; Instabilidade; Efeitos de segunda rrdem
Detalhes do Documento
Estudos paramétricos sobre a instabilidade de pórticos metálicos bidimensionais...
Descrição
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, nas quais se fundamentam os seus algoritmos de resolução. Assim, foi comparado o INST3D com pacotes comerciais, universalmente utilizados na investigação e projecto de estruturas de engenharia civil, nomeadamente o SAP2000, LUSAS e ANSYS. Em primeiro lugar, utilizaram-se estruturas com solução analítica conhecida para calibrar este software e posteriormente, em função do resultado obtido, seleccionaram-se os parâmetros que devem ser utilizados em cada programa para obter um resultado rigoroso. Após a calibração do software, realizou-se o estudo paramétrico de várias estruturas 2D e 3D constituí das por pórticos metálicos rectangulares. Nesta abordagem, torna-se importante a garantia de que a estrutura mantenha a sua geometria e tipologia após carregamento, pelo que se introduziram elementos de contraventamento como sistemas estabilizadores da geometria da estrutura, permitindo desta forma aumentar a sua capacidade resistente. Finalmente, são apresentadas as conclusões sobre o estudo elaborado neste trabalho, apontando caminhos para o desenvolvimento de futuras investigações que permitam aprofundar a análise de instabilidade em estruturas tridimensionais.
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, nas quais se fundamentam os seus algoritmos de resolução. Assim, foi comparado o INST3D com pacotes comerciais, universalmente utilizados na investigação e projecto de estruturas de engenharia civil, nomeadamente o SAP2000, LUSAS e ANSYS. Em primeiro lugar, utilizaram-se estruturas com solução analítica conhecida para calibrar este software e posteriormente, em função do resultado obtido, seleccionaram-se os parâmetros que devem ser utilizados em cada programa para obter um resultado rigoroso. Após a calibração do software, realizou-se o estudo paramétrico de várias estruturas 2D e 3D constituí das por pórticos metálicos rectangulares. Nesta abordagem, torna-se importante a garantia de que a estrutura mantenha a sua geometria e tipologia após carregamento, pelo que se introduziram elementos de contraventamento como sistemas estabilizadores da geometria da estrutura, permitindo desta forma aumentar a sua capacidade resistente. Finalmente, são apresentadas as conclusões sobre o estudo elaborado neste trabalho, apontando caminhos para o desenvolvimento de futuras investigações que permitam aprofundar a análise de instabilidade em estruturas tridimensionais.
Tipo de Documento
Dissertação de Mestrado
Idioma Português
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