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Título: Análise não-linear física e geométrica de sistemas aporticados com elementos de rigidez variável em concreto armado.
Autor(es): Mendes, Tatiane Maga Pereira
Orientador(es): Araújo, Francisco Célio de
Palavras-chave: Análise funcional
Pórticos estruturais
Concreto armado
Data do documento: 2017
Membros da banca: Araújo, Francisco Célio de
Neves, Francisco de Assis das
Silva, Amilton Rodrigues da
Ribeiro, Gabriel de Oliveira
Referência: MENDES, Tatiane Maga Pereira. Análise não-linear física e geométrica de sistemas aporticados com elementos de rigidez variável em concreto armado. 2017. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.
Resumo: Neste trabalho apresentam-se estratégias para a análise não-linear física e geométrica de pórticos planos em concreto armado. A não-linearidade física será incluída de duas formas: via modelo de Ghali-Favre e via processo de equilíbrio direto de esforços na seção. No modelo de Ghali-Favre, a rigidez em uma dada seção de um elemento, para certo nível de solicitação no estádio II, é determinada a partir interpolação das deformações generalizadas nos estádios I e II puro. No método de equilíbrio direto da seção, faz-se uso de uma estratégia iterativa de equilíbrio, onde deformações axiais e flexionais são iterativamente impostas e os correspondentes esforços internos calculados, até que se verifique equilíbrio entre esforços resistentes e solicitantes. Assim, pode-se determinar as rigidezes axial e flexional, em uma dada seção, correspondente ao nível de solicitação. De posse então da rigidez (variável) ao longo do elemento estrutural, emprega-se uma formulação baseada no Método da Rigidez Direta (MRD) que possibilita modelar essa variação de rigidez segundo leis matemáticas quaisquer. Ademais, se incluem, na formulação, opções de modelagem de seções de formas geométricas quaisquer, eventualmente variáveis ao longo do elemento. Para a análise não linear, adota-se um esquema incremental-iterativo de Newton-Raphson no qual a matriz de rigidez geométrica é atualizada, em cada iteração do processo incremental-iterativo, enquanto a matriz de rigidez física é atualizada apenas a cada novo incremento de carga. Assim, tanto a degradação por fissuração do concreto como grandes deslocamentos são considerados na análise. Nesse algoritmo, um referencial corrotacional é também considerado. Comparações com resultados experimentais são mostradas para atestar a eficiência da estratégia.
Resumo em outra língua: This work presents a strategy for the physical and geometric non-linear analysis of plane reinforced concrete frames. The physical non-linearity is included by means of two different processes: the Ghali-Favre process, and the direct equilibrium process of the cross section. In the Ghali-Favre process, the rigidity at a given cross section of a frame element, for a given load level, is determined by interpolating the generalized strains associated with the I and pure II states (fully cracked section) as a function of the corresponding generalized stresses. In the direct equilibrium process of the cross section, an iterative balance strategy is proposed in which axial and flexural deformations are iteratively imposed, and the corresponding internal forces evaluated, until balance between resisting and acting forces is attained. This allows measuring the axial and flexural rigidity at a given cross section. Thus, with the (variable) rigidity along the element, one employs a formulation based on the Direct Stiffness Method (DSM), which allows for modeling that rigidity according generic mathematical laws. In addition, one also implements options for modeling cross sections of any geometric shapes, possibly variable along the element length. To carry out the non-linear analysis, an incremental-iterative Newton-Raphson scheme is employed in which the geometric stiffness matrix is updated at every iteration of the incremental-iterative process, and the physical stifness matrix is updated only at every new load increment. Thus, concrete degradation by cracking and large displacements are taken into account in the analysis. Besides, in this algorithm a co-rotational reference system is considered to increase the response accuracy. Comparisons with experimental results are show the attest the e ciency of the strategy.
Descrição: Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/9246
Licença: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 20/12/2017 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite a adaptação.
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