Análise avançada dinâmica de pórticos planos de aço
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Data
2019-02-08
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
As 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, fazse 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.
Descrição
Palavras-chave
Análise de sistemas não lineares, Análise estrutural (Engenharia), Materiais - Propriedades mecânicas