Navegando por Autor "Viana, Harley Francisco"
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Item Análise avançada de pórticos espaciais de aço considerando as teorias de Saint Venant e Vlasov: formulação e implementação computacional(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-08-30) Viana, Harley Francisco; Silva, Renata Gomes Lanna da; Costa, Rodrigo Sernizon; http://lattes.cnpq.br/1285373351616883; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; http://lattes.cnpq.br/4172304263509688; Silva, Renata Gomes Lanna da; Costa, Rodrigo Sernizon; Paula, Junia Nunes de; Lavall, Armando Cesar Campos; Silva, William Taylor MatiasO projeto de estruturas de aço geralmente é realizado em duas etapas: análise estrutural e dimensionamento. A separação dessas etapas implica na necessidade de avaliar os esforços solicitantes, deslocamentos, estabilidade e resistência de cada elemento estrutural, o que dificulta o processo de obtenção de estruturas mais resistentes, otimizadas, econômicas e, consequentemente, mais sustentáveis. Além disso, ao analisar estruturas de aço com perfis abertos de parede fina submetidas a grandes carregamentos, é imprescindível considerar, além da não linearidade geométrica e do material, o empenamento da seção transversal, as tensões residuais e as imperfeições geométricas iniciais. Nesse contexto, o objetivo da presente pesquisa é apresentar o desenvolvimento teórico de uma formulação não linear para a análise estrutural avançada de pórticos espaciais de aço, considerando as teorias de torção de Saint Venant e Vlasov, bem como a sua implementação computacional por meio do método dos elementos finitos. O desenvolvimento teórico é realizado aplicando-se uma formulação Lagrangiana atualizada, que utiliza a abordagem corrotacional para a dedução da matriz de rigidez do elemento finito de pórtico espacial. As relações cinemáticas adotadas permitem a consideração de grandes translações e rotações de corpo rígido, acompanhadas de pequenas deformações. O comportamento plástico do material é considerado aplicando-se o conceito de plasticidade distribuída e relações constitutivas apropriadas para o material, permitindo-se, assim, o acompanhamento do escoamento ao longo da altura da seção transversal e do comprimento do elemento. Neste estudo, é assumido que as rigidezes à torção e ao empenamento não são influenciadas pela plastificação do elemento. A formulação desenvolvida foi implementada no programa ASTRAS, elaborado em linguagem Fortran 90. Por fim, exemplos numéricos são apresentados a fim de demonstrar a consistência e precisão dos resultados obtidos por meio da metodologia proposta. Verificou-se que a consideração da restrição ou não do empenamento nos nós é um aspecto importante na análise, especialmente em estruturas sujeitas a flambagem. O método da zona plástica permitiu avaliar melhor a redistribuição de tensões e identificar pontos de fragilidade que poderiam ser negligenciados pelo método da rótula plástica, além de incorporar a não linearidade geométrica e de material de maneira mais abrangente, resultando em uma representação mais fiel das respostas estruturais.Item Análise avançada dinâmica de pórticos planos de aço(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2019-02-08) Viana, Harley Francisco; Silva, Renata Gomes Lanna da; Martins, Cláudio José; http://lattes.cnpq.br/2395411911546232; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; http://lattes.cnpq.br/4172304263509688; Silva, Renata Gomes Lanna da; Martins, Cláudio José; Ludvig, Péter; Penna, Samuel SilvaAs estruturas de aço são geralmente projetadas para edificações industriais e comerciais, uma vez que apresentam elevada relação resistência/peso e excelente ductilidade. Tal sistema construtivo possui elevada esbeltez e leveza, e, por isso, faz-se necessária a sua verificação estrutural considerando ações dinâmicas e efeitos de segunda ordem. Durante a fase de projeto, são realizadas análises para obtenção das respostas da estrutura e para o dimensionamento dos elementos estruturais. Por meio da utilização de programas computacionais, pesquisadores têm obtido resultados mais condizentes com o comportamento real das estruturas. Esses softwares, fazendo o uso de métodos de análise avançada, são capazes de considerar, simultaneamente, diferentes causas para o comportamento não linear da estrutura e diferentes tipos de carregamentos, sendo, portanto, menos conservadores e mais eficazes. No caso de estruturas leves e esbeltas, os efeitos de cargas dinâmicas são mais pronunciados e, portanto, não podem ser negligenciados durante a análise. Assim, nessas situações, uma análise rigorosa, baseada nos conceitos de Análise Avançada, torna-se ainda mais necessária. O objetivo da presente pesquisa é apresentar um estudo do comportamento dinâmico, via integração no domínio do tempo, de pórticos planos de aço, considerando a não linearidade física e geométrica. As análises transientes não lineares são realizadas por meio do programa PPLANLEP, que é baseado no método dos elementos finitos. A metodologia numérica proposta leva em conta o escoamento gradual do aço na seção transversal e ao longo do comprimento das barras, as tensões residuais e os efeitos de segunda-ordem P-∆ e P-δ. Para a solução do problema transiente não linear, é implementado o algoritmo de integração implícita de Newmark (1959) combinado à técnica de Newton-Raphson. A fim de descrever o comportamento tensão x deformação do material, é implementado um modelo elastoplástico bilinear com endurecimento isotrópico. Os resultados das análises realizadas apresentaram uma boa concordância com as soluções numéricas disponíveis na literatura, demonstrando a eficiência do método proposto na obtenção do comportamento dinâmico não linear de estruturas de aço. A partir dos históricos de deslocamentos obtidos pela análise transiente não linear foi possível identificar o surgimento do amortecimento histerético da estrutura em decorrência da energia absorvida durante o processo de deformação plástica dos membros estruturais, com a consequente redistribuição dos esforços internos.