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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Análise estática não linear de estruturas de concreto armado usando a matriz de rigidez do elemento finito de pórtico otimizado
Title Alternative: Nonlinear static analysis of reinforced concrete structures using the stiffness matrix of optimized frame finite element
Author: Martinez Pertuz, Juan De Jesus, 1994-
Advisor: Almeida, Luiz Carlos de, 1955-
Abstract: Resumo: Para representar adequadamente a perda gradual de rigidez dos elementos estruturais em uma Análise Estática Não Linear, estes elementos devem ser discretizados. Nesse processo de discretização, o número de graus de liberdade de uma estrutura poderia multiplicar-se por 10 (ou mais) e, consequentemente, pode haver um aumento no tempo de processamento da estrutura. À situação anterior deve-se acrescentar o fato de que, ao calcular uma estrutura de mediano ou grande porte usando um programa computacional, os engenheiros estruturais provavelmente se encontrarão na necessidade de processar seus modelos mais de uma vez, devido às mudanças e ajustes que o projeto de estruturas traz consigo. Nesse ponto, será conveniente contar com um programa de cálculo estrutural que, além de fornecer respostas confiáveis, realize o processamento computacional da maneira mais eficiente. No presente trabalho foi estabelecida a definição de um Elemento Finito de Pórtico Otimizado (EFPO) e foi desenvolvida a formulação de sua matriz de rigidez elástica no plano, incluindo deformações por cisalhamento. Também foram desenvolvidas as funções dos vetores de carga pontual, momento pontual, carga distribuída e carga parcialmente distribuída. O principal atrativo que o EFPO apresenta é a possibilidade de discretizar elementos estruturais sem aumentar o número de graus de liberdade do sistema. Neste estudo, a não linearidade física foi considerada através da atualização da rigidez tangente (EI) dos elementos estruturais em cada passo de carga. Por sua vez, a rigidez tangente foi avaliada por meio da relação momento ¿ curvatura ¿ força normal obtida através dos seguintes modelos: Response-2000 (baseado no trabalho de Vecchio e Collins (1986)), Bazant e Oh (1984) e NBR-6118 (2014). Os resultados numéricos conseguiram representar em boa medida a resposta carga versus deslocamento experimental das estruturas analisadas. Usando a formulação do Elemento Finito de Pórtico Otimizado foi possível obter reduções até de 99% no tempo de processamento computacional

Abstract: In order to adequately represent the gradual loss of stiffness of structural elements in a Nonlinear Static Analysis, these elements must be discretized. In this discretization, the number of degrees of freedom of a structure could be multiplied by 10 (or more) and consequently, the processing time of the structure could increase. In addition to the situation explained above, when calculating medium or tall buildings using software, structural engineers probably will need to process their models many times due to the changes and adjustments that structural design entails. For this reason, it will be convenient to have a structural calculation software that provides reliable answers and performs computational processing in the most efficient way. In the present work, the definition of the Optimized Frame Finite Element (OFFE) was established and the formulation of its 2D elastic stiffness matrix was developed, including shear deformations. The functions of load vectors such as point load, point moment, distributed load and partially distributed load were also developed. The main advantage that EFPO presents is the possibility of discretizing structural elements without increasing the number of degrees of freedom of the system. In this research, physical non-linearity was considered by updating the tangent stiffness (EI) of structural elements at each loading step. In turn, the tangent stiffness was evaluated using the moment - curvature - normal force relationship obtained from Response-2000 (based on Vecchio e Collins (1986)), Bazant e Oh (1984) and NBR-6118 (2014) models. The numerical results of the structures that were analyzed were in good agreement with the experimental load versus displacement response. It was possible to obtain reductions of up to 99% in computational processing time using the Optimized Frame Finite Element formulation
Subject: Concreto armado
Método dos elementos finitos
Análise não-linear
Análise estrutural (Engenharia)
Flexão (Engenharia civil)
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: MARTINEZ PERTUZ, Juan De Jesus. Análise estática não linear de estruturas de concreto armado usando a matriz de rigidez do elemento finito de pórtico otimizado. 2020. 1 recurso online ( 163 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEC - Tese e Dissertação

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