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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AW2LS2
Tipo: | Tese de Doutorado |
Título: | Modelos de concepção para estruturas em concreto armado com comportamento não linear obtidos pelo método de bielas e tirantes e otimização topológica |
Autor(es): | Marcela Bruna Braga França |
Primeiro Orientador: | Pedro Américo Almeida Magalhães Júnior |
Segundo Orientador: | Afonso Celso de Castro Lemonge |
Primeiro membro da banca : | Armando Cesar Campos Lavall |
Segundo membro da banca: | Valério da Silva Almeida |
Resumo: | A atual tendência de projetos estruturais mais ousados leva a uma sequência complexa de análises capazes de modificar os parâmetros da estrutura, suas condições iniciais e de contorno. Tais modificações podem tornar o projeto adequado, tanto em relação às restrições econômicas quanto para as restrições técnicas. Portanto, a busca por novos sistemas estruturais e construtivos, capazes de conciliar desempenho e segurança, torna necessário o conhecimento aprofundado do comportamento mecânico das estruturas sujeitas a diferentes condições de carregamento. O modelo de bielas e tirantes tem sido adotado para o dimensionamento de alguns tipos de elementos estruturais em concreto armado e regiões onde há alterações geométricas e concentrações de tensões, chamadas regiões D. Esse método permite obter uma melhor representação do comportamento estrutural e mecanismos resistentes nas estruturas de concreto. No entanto, a escolha do modelo topológico depende basicamente da experiência do projetista em compatibilizar a geometria dos fluxos internos de cargas e os pontos de apoios. Com isso, há certa dificuldade em suas aplicações, já que a concepção do modelo pode apresentar alguma incerteza. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo a aplicação do modelo de bielas e tirantes para elementos estruturais não lineares juntamente com um método de otimização topológica avançado. A técnica de otimização topológica adotada considera a diminuição progressiva da contribuição da rigidez dos elementos finitos com baixos valores de tensões. As análises realizadas poderão proporcionar ao projetista estrutural melhor entendimento de processos de concepções estruturais, garantindo a segurança e a confiabilidade na resolução de problemas complexos envolvendo o concreto estrutural |
Abstract: | The actual tendency of more daring designs applied for structures leads to a complex sequel of analyses capable to modify structural parameters, initial conditions and boundary conditions. These modifications can make able the structural design suitable both for economical restrictions and for technical restrictions. Thus, the search for new structural systems capable to join performance and safety makes necessary a deeper knowledge regarding the mechanical behavior of structures subject to different loading conditions. The strut-and-tie model is used to the structural design for some reinforced concrete elements and to the regions where geometrical modifications and stress concentrations are observed, called regions D. This method allows a better structural behavior representation for strength mechanisms in the concrete structures. Nonetheless, the topological model choice depends on the designer experience regarding compatibility between internal flux of loads geometry and boundary/initial conditions. Thus, there is some difficulty on its applications, once the model conception presents some uncertainty. In this context, the present work aims the application of the strut-and-tie model to nonlinear structural elements together with an advanced topological optimization method. The topological optimization method adopted considers the progressive stiffness reduction of finite elements with low stress values. The performed analyses could help the structural designer to better understand structural conceptions, guaranteeing the safety and the reliability in the solution of complex problems involving structural concrete |
Assunto: | Engenharia de estruturas Concreto armado Método dos elementos finitos |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AW2LS2 |
Data do documento: | 6-Fev-2017 |
Aparece nas coleções: | Teses de Doutorado |
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