Navegando por Autor "Ferreira, Walnório Graça"

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Análise dinâmica avançada de estruturas de aço com ligações semirrígidas e interação com o solo.
(2018) Batelo, Everton André Pimentel; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Silva, Andréa Regina Dias da; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Silva, Andréa Regina Dias da; Guimarães, Gustavo Paulinelli; Ferreira, Walnório Graça; Galvão, Alexandre da Silva
Esta tese apresenta os fundamentos numéricos para a previsão do comportamento de estruturas planas de aço com ligações semirrígidas e interação com o solo quando estas são submetidas a ações dinâmicas extremas, como: impacto, abalos sísmicos e ações de ventos. Nessas condições, as estruturas de aço podem apresentar deformações permanentes, danos localizados que podem levar ao colapso parcial ou total. Dessa forma, projetar sistemas estruturais considerando o comportamento elástico do material, nessas situações extremas, tende a ser antieconômico. É aceitável, portanto, que haja certo dano nas estruturas nessas situações de carregamento extremo, desde que esse não coloque em risco a segurança da edificação. Assim, esta tese tem como objetivo avaliar o comportamento não linear de estruturas de aço sob ação dinâmica, procurando explorar a capacidade de amortecimento histerético introduzido pelas ligações semirrígidas e pelo processo de deformação plástica de seus membros (vigas e colunas formados por perfis I ou H compactos), com a consequente redistribuição de esforços internos e formação de rótulas plásticas. As análises transientes não lineares são realizadas através do programa computacional CS-ASA (Silva, 2009), que é baseado no método de elementos finitos (MEF). Esse programa é ampliado através do presente estudo, onde os efeitos não lineares geométricos, das ligações semirrígidas e do material aço são considerados juntamente com a interação solo-estrutura (ISE). Elementos finitos planos não lineares de barra, baseados na hipótese de Euler Bernoulli, são usados na modelagem das estruturas de aço e elementos de fundação são usados para aproximar o meio geológico (solo ou rocha), que é modelado de forma discreta ou contínua (hipóteses de Winkler). Assume-se aqui que esses elementos de fundação reagem às solicitações de tração e compressão, caracterizando o problema ISE com restrições bilaterais de contato. As respostas transientes não lineares dos problemas analisados são obtidas através um processo incremental-interativo, usando os métodos Newmark e Newton-Raphson. Por fim, vale destacar que as respostas alcançadas através da metodologia de solução numérica proposta apresentaram boa concordância com as extraídas da literatura e através do software SAP 2000.
Análise dinâmica no domínio da frequência por meio do método do balanço harmônico.
(2016) Zaltron, Rafael Aésio de Oliveira; Neves, Francisco de Assis das; Neves, Francisco de Assis das; Araújo, Francisco Célio de; Ferreira, Walnório Graça
Esta dissertação tem como objetivo gerar e avaliar a resposta dinâmica de um sistema estrutural discreto no domínio da frequência, por meio das curvas de ressonância, fazendo uso do Método do Balanço Harmônico. A resposta do sistema é avaliada na fase permanente para cargas harmônicas, periódicas e impulsivas para sistemas dotados de amortecimento viscoso. O sistema estrutural discreto aqui desenvolvido trata-se de um Shear Building, como apresenta a bibliografia, porém a solução é baseada na dimensão das matrizes de rigidez e de massa, podendo ser facilmente adotada para outros modelos ou elementos estruturais. As propriedades do sistema, tais como massa e rigidez, são tomadas como constantes. No desenvolvimento temos, então, vários modelos estruturais, variando entre eles a fonte de excitação dinâmica e a matriz de amortecimento, sendo primeiramente apresentados os resultados para sistemas dotados de amortecimento viscoso do tipo proporcional e, posteriormente, a resposta, é avaliada para sistemas dotados de amortecimento viscoso do tipo não proporcional. Para cada modelo além da obtenção do espectro de resposta em frequência, também é obtido o histórico de deslocamento no tempo, quando as duas respostas são dadas pelo Método do Balanço Harmônico. O espectro de resposta em frequência é avaliado em relação à análise harmônica e comparado com os deslocamentos máximos na frequência de ressonância; já o histórico de deslocamento é comparado com outros dois métodos que também são baseados no domínio da frequência – ImFT e Pseudo-Forças. Essa comparação permite concluir que a metodologia apresentada neste trabalho é eficaz tanto para obter a resposta no domínio da frequência quanto no domínio do tempo. Outras observações referentes ao estudo realizado serão estabelecidas.
Análise inelástica e de segunda ordem de estruturas com restrições bilaterais e unilaterais de contato.
(2021) Silva, Jéssica Lorrany e; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Lemes, Igor José Mendes; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota; Lemes, Igor José Mendes; Nogueira, Christianne de Lyra; Araújo, Francisco Célio de; Gonçalves, Paulo Batista; Ferreira, Walnório Graça
Este trabalho apresenta uma metodologia numérica com base em uma formulação em deslocamento para simular o comportamento não linear 2D de elementos estruturais em aço, de concreto e mistas de aço e concreto. São abordadas fontes de não linearidades, como: os efeitos de segunda ordem e a inelasticidade. Vale ressaltar a adoção do referencial corrotacional na formulação não linear geométrica de elementos finitos, baseadas na separação explícita entre movimentos de corpo rígido e os que causam deformação. A inelasticidade é modelada considerando a plasticidade concentrada nos nós dos elementos finitos. Assim, a simulação do comportamento não linear dos materiais, incluindo a determinação da capacidade resistente das seções é abordada através do Método de Compatibilidade de Deformações, onde as relações constitutivas dos materiais são utilizadas explicitamente. Além disso, a presente abordagem numérica não se limita a uma tipologia transversal específica e pode ser usada para análise de diferentes seções transversais. Em conjunto é realizado um estudo da resposta não linear de sistemas envolvendo a interação solo-estrutura (solo/rocha), com o intuito de fornecer uma modelagem numérica mais realística do problema de engenharia (estrutural/geotécnico). Essa interação pode ser considerada de duas formas diferentes em função da resposta do meio geológico, como: bilateral e unilateral. Finalmente, apresentam-se análises numéricas avançadas de estruturas de aço, de concreto e mistos de aço e concreto, para diferentes seções transversais; e análises de sistemas mecânicos com interação solo-estrutura. Os resultados obtidos são comparados com respostas numéricas e experimentais presentes na literatura. Verificou-se nos exemplos simulados que a formulação numérica proposta é estável com boa concordância com dados numéricos e experimentais da literatura.
Comparison between exact and approximate methods for geometrically nonlinear analysis prescribed in design standards for steel and reinforced concrete structures.
(2022) Lecchia, Laís de Bortoli; Ferreira, Walnório Graça; Costa, Paulo Manuel Mendes Pinheiro da Providência e; Sarmanho, Arlene Maria Cunha
Current practices in structural engineering demand ever-increasing knowledge and expertise concerning stability of structures from professionals in this field. This paper implements standardized procedures for geometrically nonlinear analysis of steel and reinforced concrete structures, with the objective of comparing methodologies with one another and with a geometrically exact finite element analysis performed with Ansys 14.0. The following methods are presented in this research: Load Amplification Method, from NBR 8800:2008; the z γ coefficient method, from NBR 6118:2014; the P-Delta iterative method and the αcr coefficient method, prescribed in EN 1993-1-1:2005. A bibliographic review focused on standardized approximate methods and models for consideration of material and geometric nonlinearities is presented. Numerical examples are included, from which information is gathered to ensure a valid comparison between methodologies. In summary, the presented methods show a good correlation of results when applied within their respective recommended applicability limits, of which, Eurocode 3 seems to present the major applicability range. The treated approximate methods show to be more suitable for regular framed structures subjected to regular load distributions.
Formulação matricial da análise dinâmica de estruturas no domínio da freqúência.
(1998) Ribeiro, Marcelo Vieira; Gouveia, Antônio Maria Claret de; Venâncio Filho, Fernando; Queiroz, Gilson; Ferreira, Walnório Graça
Este trabalho tem por objetivo estudar uma formulação matricial para a análise dinâmica de estruturas no domínio da freqüência. Por este método as transformadas discretas de Fourier (DTF) diretas e inversas, são resolvidas implicitamente através de operações matriciais. É discutida a relação desta formulação com a formulação tradicional, que resolve as DFT através de algoritmo Fast Fourier Transform - FFT. Para os sistemas com vários graus de liberdade, é usada a transformação modal e o método das pseudoforças, combinadas à formulação matricial, para se obter a resposta.
O número complexo e seu uso na engenharia civil.
(2009) Ferreira, Walnório Graça; Camargo, Rodrigo Silveira; Frasson, Antônio Manoel Ferreira; Mansur, Webe João; Silveira, Ricardo Azoubel da Mota
O presente artigo tem o objetivo de propor aos professores dos cursos de engenharia civil e mecânica a apresentação pedagógica de números complexos aos seus alunos. Inicia-se com a história do número complexo, a origem da equação de Euler, e resolve-se a equação de movimento de um sistema massa-mola com um grau de liberdade, dotado de amortecimento viscoso, utilizando-se números complexos. Isso facilita a solução da equação de movimento, pois a equação diferencial se transforma numa equação algébrica. É uma abordagem didática, que visa despertar o interesse dos alunos de engenharia civil e mecânica pelos números complexos. Finalmente, aplica-se a presente formulação a um caso prático da engenharia estrutural.
Time segmented frequency domain analysis for non linear multi degree of freedom structural systems.
(2000) Mansur, Webe João; Carrer, José Antonio Marques; Ferreira, Walnório Graça; Gouveia, Antônio Maria Claret de; Venâncio Filho, Fernando
This paper presents a new frequency-domain method to analyze physically non-linear structural systems having non-proportional damping. Single- and multi-degree-of-freedom (d.o.f.) systems subjected to time-dependent excitations are considered. A procedure to consider initial conditions, required by the methodology described, is discussed. The algorithm described here employs a time-segmented procedure in modal co-ordinates in the frequency domain; solution in each time-segment being obtained by an iterative process. The proposed methodology is validated by three examples. The procedure presented here can be employed as well to analyze structural systems with viscous and hysteretic damping or else with frequency-dependent damping properties.