DECIV - Artigos publicados em periódicos
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Resultados da Pesquisa
Item Otimização de treliças de cobertura utilizando o método dos elementos finitos.(2019) Souza, Flávio Teixeira de; Silva, Sheila Bárbara Ferreira da; Paula, Geraldo Donizetti de PaulaO objetivo de um projeto estrutural é a obtenção de edificações seguras, estáveis e econômicas e, o emprego de algoritmos de otimização possibilita atingir a estes objetivos de forma otimizada, reduzindo o custo e aumentando a eficiência da estrutura. Estes algoritmos de otimização podem ser utilizados associados a métodos de análise, como o Método dos Elementos Finitos, que potencializam sua aplicação. Este trabalho utiliza esta técnica para a avaliação de treliças de cobertura alterando-se os vãos, distanciamento entre elas, suas tipologias e as seções transversais utilizadas, considerando-se a taxa de consumo de aço como parâmetro. Observou-se que a adoção da treliça de banzos paralelos leva a maior consumo de aço, e que a escolha da seção transversal do perfil estrutural não altera este parâmetro, podendo nortear-se por razões construtivas.Item Análise numérica da influência das dimensões de perfurações em perfis formados a frio do tipo rack submetidos à compressão.(2020) Souza, Flávio Teixeira de; Santos, Elves Tiago dos; Sarmanho, Arlene Maria CunhaOs sistemas de armazenagem industrial, normalmente chamados racks, são formados por perfis formados a frio em aço com perfurações para acomodar as ligações. A seção utilizada nas colunas é susceptível à flambagem distorcional, cujo dimensionamento normativo é feito por meio do Método da Resistência Direta. Como este método não considera as perfurações, este trabalho avalia sua adaptação para ser utilizado em sistemas de armazenagem industrial, com foco na flambagem distorcional de elementos sob compressão. Para isto, a análise de estabilidade requerida no Método da Resistência Direta foi feita por meio do software GBTul, considerando a redução da espessura da chapa para considerar o efeito das imperfeições. Foram ainda simuladas 300 colunas via elementos finitos, utilizando-se o software ANSYS. Os modelos numéricos foram construídos com um procedimento calibrado experimentalmente em trabalhos anteriores, servindo, portanto, como referência para a avaliação das adaptações do Método da Resistência Direta. Os resultados indicaram que a adaptação do Método da Resistência Direta para a avaliação de perfis formados a frio com perfurações é viável, desde que se considerem adequadamente o modo de flambagem preponderante para a seção. Indica também que o método proposto neste trabalho, que considera a variação da esbeltez da coluna devida à inserção das perfurações, pode levar a resultados ainda melhores na previsão da resistência de colunas do tipo rack sob compressão centrada.Item Avaliação do comportamento inelástico de colunas e pórticos metálicos com flexão em torno do eixo de menor inércia.(2015) Gonçalves, Gilney Afonso; Silva, Andréa Regina Dias da; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaEste trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento inelástico de sistemas estruturais metálicos submetidos à flexão em torno do eixo de menor inércia. Consideram-se sec¸ ões transversais compactas do tipo I. Nessas sec¸ ões, a flexão em torno do eixo mais fraco apresenta benefícios importantes como a capacidade de desenvolver toda resistência plástica sem ocorrência de flambagem lateral por torc¸ ão. Adota-se uma formulac¸ ão de elementos finitos reticulados planos, na qual o processo de plastificac¸ ão do ac¸ o é acompanhado através do método da rótula plástica refinado. Nesse método, os efeitos decorrentes do escoamento do material são capturados através de um parâmetro que reduz a rigidez do membro estrutural em func¸ ão do desenvolvimento de regiões plásticas. Emprega-se ainda nesse método o módulo tangentepara considerar adegradac¸ ãoda rigidez emfunc¸ ãodas forc¸ as internas. Efeitosde segunda ordem, tensões residuais e imperfeic¸ ões geométricas também são considerados nas análises. Como critério para definir o estado limite último de resistência da sec¸ ão transversal adotam-se superfícies de plastificac¸ ão que descrevem a interac¸ ão entre esforc¸ o normal e momento fletor. Para soluc¸ ão das equac¸ ões não lineares de equilíbrio estrutural usa-se o método de Newton-Raphson acoplado a estratégias de continuac¸ ão. Colunas isoladas e pórticos planos são analisados e os resultados obtidos são comparados aos encontrados por outros pesquisadores. Essas comparac¸ ões permitem concluir que as técnicas usadas neste trabalho são eficazes e necessárias para uma melhor previsão do comportamento das estruturas com membros submetidos à flexão em torno do eixo de menor inércia.Item Análise de perfis formados a frio com perfurações sob compressão centrada.(2015) Faria, Vinícius de Oliveira; Souza, Flávio Teixeira de; Miranda, Sérgio Alves de; Sarmanho, Arlene Maria CunhaEste trabalho avalia a ocorrência do modo de associado a flambagem local em pilares curtos constituídas por perfis formados a frio tipo rack. Estes pilares possuem perfurações para facilitar a montagem, e este trabalho considera a influência das mesmas no comportamento e no esforço resistente destes perfis estruturais. Os estudos foram realizados por análises numéricas e experimentais, cujos resultados apresentaram boa correlação e indicaram que as perfurações não afetaram significativamente a carga crítica e a capacidade resistente dos pilares, apesar de influenciarem significativamente o comportamento dos mesmos, alterando o número de meias ondas formadas. Observou-se ainda considerável influência das imperfeições geométricas no comportamento da estrutura, indicando a necessidade de sua inclusão nas análises numéricas.Item Análise da estabilidade elástica de treliças espaciais.(2004) Pinheiro, Leonardo; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaO presente trabalho fornece um estudo da estabilidade de treliças espaciais através da utilização de uma formulação elástica não-linear, baseada no método dos elementos finitos, que leva em consideração os efeitos de segunda ordem e a mudança de geometria da estrutura. Especial atenção é dada ao cálculo da matriz de rigidez, onde tais efeitos são levados em consideração, e à obtenção do vetor de forças internas do elemento. A partir daí, foi realizada uma implementação computacional para que a análise do comportamento de treliças espaciais fosse possível. Ao final desse artigo, através da análise de problemas estruturais encontrados na literatura, pretende-se verificar a eficácia tanto da formulação empregada quanto da implementação computacional realizada.Item Aplicação de um elemento finito híbrido não linear na modelagem de estruturas metálicas.(2012) Santos, Marcelo Nascimento dos; Rocha, Paulo Anderson Santana; Silva, Andréa Regina Dias da; Silveira, Ricardo Azoubel da MotaNesse trabalho, um elemento finito híbrido, que incorpora em sua formulação os efeitos não lineares de segunda ordem, da inelasticidade do aço e da semirrigidez da ligação, é utilizado para modelar e analisar sistemas estruturais reticulados planos em aço. Trata-se do elemento finito clássico de pórtico plano que apresenta, em suas extremidades, pares de molas dispostas em série. Uma das molas é representada pelo parâmetro Sc, que define o grau de rigidez da ligação entre as barras; a outra mola é representada pelo parâmetro Ss, que avalia a plastificação da seção. A matriz de rigidez desse elemento incorpora todos os efeitos não lineares supracitados. O presente trabalho faz uma averiguação da eficiência computacional do elemento híbrido na simulação isolada e combinada desses efeitos não lineares. Problemas clássicos de equilíbrio e estabilidade são inicialmente modelados e, em seguida, a atenção é voltada para a análise de sistemas estruturais com ligações flexíveis. Por fim, o referido elemento é utilizado em análises inelásticas de pórticos planos baseadas no método da rótula plástica refinado. Através dessas análises, é possível verificar e validar o emprego do elemento híbrido na modelagem numérica de diversos problemas estruturais não lineares na engenharia civil.Item Otimização topológica via uma suavização do ESO em problemas da elasticidade plana.(2010) Simonetti, Hélio Luiz; Neves, Francisco de Assis das; Almeida, Valério da SilvaO artigo aborda a otimização topológica em problemas de elasticidade plana linear considerando a minimização do volume com restrição de tensão e empregando um índice de performance como monitoramento para o encontro da região de ótimo. Utiliza-se para este fim o método clássico da otimização evolucionária estrutural, ou ESO - Evolutionary Structural Optimization. Este procedimento de otimização baseia-se na retirada sistemática e gradativa dos elementos com menores tensões em comparação com a tensão máxima da estrutura, procedimento também conhecido como um processo hard-kill. Propõe-se neste trabalho uma variante do método ESO, denominado de SESO - Smoothing ESO, cuja filosofia se baseou na observação de que, se o elemento não for realmente necessário à estrutura, naturalmente sua contribuição de rigidez vai diminuindo progressivamente, até que ele não tenha mais influência, isto é, sua remoção é feita de forma suave, atenuando os valores da matriz constitutiva do elemento, como se este estivesse em processo de danificação. Define-se também o índice de performance para o monitoramento deste processo evolucionário suavizado. As aplicações do ESO e do SESO são feitas com o método dos elementos finitos, mas considerando um elemento finito triangular e de alta ordem. Por fim, implementou-se um filtro espacial em termos de controle de tensão, o qual, associado à técnica SESO, se mostrou ser bastante estável e eficiente na eliminação da formação do tabuleiro.