Análise de estruturas de concreto armado via modelos de bielas e tirantes e técnicas de otimização topológica.
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Data
2019
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Resumo
O Modelo de Bielas e Tirantes (MBT) pode ser uma excelente alternativa para o
dimensionamento de elementos estruturais em concreto armado submetidos a estado plano de
tensão e para regiões que apresentem descontinuidade de ordem geométrica ou estática. Nesse
sentido, o modelo permite uma melhor representação do comportamento estrutural e
mecanismos de resistência nas estruturas de concreto. Para tornar a concepção do modelo
menos dependente da experiência do projetista, o presente trabalho tem como objetivo a
aplicação do modelo de bielas e tirantes em elementos estruturais e seu dimensionamento
considerando a não-linearidade dos materiais, aliando a técnica de otimização topológica ESO
(Evolutionary Structural Optimization) ao Método dos Elementos Finitos. O critério de
evolução do método de otimização topológica adotado considera a eliminação de
elementos/armadura menos solicitados e ocorre em duas etapas. Em um primeiro momento
essa remoção é feita em nível de tensão, considerando uma análise linear, a qual gera o MBT
e a configuração inicial para disposição das armaduras. Em seguida, é feita uma análise não
linear onde são excluídas as armaduras dos elementos com menores níveis de deformação,
obtendo-se a configuração final e a consequente distribuição de armadura procurada. Nesse
contexto, é possível obter soluções otimizadas de problemas complexos envolvendo o
concreto estrutural. São apresentados exemplos de cada etapa deste trabalho para
comprovação e validação das técnicas implementadas. Os MBT’s obtidos apresentam boa
concordância com os modelos normativos e com aqueles encontrados na literatura. Além
disso, com a consideração da não linearidade dos materiais foi possível reduzir sobremaneira
o consumo de aço em relação à análise linear.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Método - bielas e tirantes, Método dos Elementos Finitos, Método de otimização topológica - TOM, Engenharia de estruturas - concreto armado
Citação
LADEIRA, Artur Hallack. Análise de estruturas de concreto armado via modelos de Bielas e Tirantes e técnicas de otimização topológica. 2019. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.