Análise inelástica de segunda ordem de arcos metálicos.

Abstract

Os arcos são estruturas utilizadas desde o Egito Antigo como forma de vencer grandes vãos, já que, em alguns elementos estruturais, a curvatura introduz ganhos de resistência. Por apresentar comportamento fortemente não linear, é interessante que as formulações numéricas utilizadas na modelagem das estruturas arqueadas levem em consideração as várias fontes de não linearidades, tais como as geométricas e do material. Este trabalho se insere no contexto da análise inelástica de segunda ordem (AISO) de arcos metálicos. São estudados arcos com as mais diversas características, desde os muito abatidos até os muito pouco abatidos, diversas seções transversais, condições de apoio e carregamentos, incluindo a carga térmica. Para a realização da AISO, utiliza-se a formulação do Referencial Corrotacional (RCR) para introduzir os efeitos geométricos não lineares. O comportamento inelástico do material é modelado via acoplamento do Método da Rótula Plástica Refinado com o Método da Compatibilidade de Deformações (MRPR/MCD), e para a solução do problema estático não linear utiliza-se uma estratégia incremental-iterativa baseada no método de Newton-Raphson Modificado. Nos exemplos simulados, foram analisadas as trajetórias de equilíbrio, a influência da razão de abatimento, tipos de apoio, condições de carregamento, curvas de resistência dos arcos, dentre outros fatores pouco explorados na literatura em geral, como a utilização de seções tubulares e o índice de plastificação das seções. Os resultados obtidos com a metodologia numérica empregada apresentam boa concordância com outros resultados numéricos da literatura.