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The present work aims to study the nonlinear behavior of reinforced concrete structures via Refined Plastic Hinge Method (RPHM). Pseudo-springs are used at the finite element ends, where the gradual loss of stiffness is determined by the combination of the normal force and bending moment (NM) in the cross section. The limiting of the uncracked, elastic and plastic regimes is done in the NM diagram. The concrete cracking is explicitly simulated with two approaches to calculate the effective moment of inertia of the cross section. The displacement-based formulation is referenced to the co-rotational system and coupled with continuation strategies to allow to overcome the possible critical points in the equilibrium paths. For validation of the numerical simulations, the results found with the proposed formulation are confronted with experimental and numerical data present in literature.

Made available in DSpace on 2019-06-26T02:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_13413_Dissertação - Larissa B. Martinelli - final.pdf: 4829332 bytes, checksum: cdd0a275c51b372214a21eff3f27bd3b (MD5) Previous issue date: 2019-03-29 Este trabalho trata da otimização de estruturas treliçadas com comportamento não linear geométrico submetidas a carregamento dinâmico. O problema de otimização formulado tem o objetivo de determinar a área da seção transversal das barras que minimiza a massa total da estrutura, impondo-se restrições sobre os deslocamentos nodais e as tensões axiais. Para resolvê-lo, foi desenvolvido um programa computacional na plataforma MATLAB®, utilizando os algoritmos do método dos Pontos Interiores e do método da Programação Quadrática Sequencial presentes no Optimization Toolbox. Foram incluídas rotinas para agrupamento de barras e para conversão da solução ótima obtida com uso de variáveis de projeto contínuas em valores comerciais de perfis tubulares. O elemento finito não linear de treliça espacial é descrito por uma formulação Lagrangeana atualizada. O procedimento de análise dinâmica não linear geométrica implementado combina o método de Newmark com iterações do tipo Newton-Raphson, sendo validado pela comparação com exemplos presentes na literatura. Exemplos de treliças planas e espaciais submetidas a diferentes tipos de carregamento dinâmico são resolvidos com a aplicação do programa computacional desenvolvido.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12201_Yargo Pezzin Souza.pdf: 5592322 bytes, checksum: e0e622d7a85a531a25223fb4b2b3e266 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 Um dos principais objetivos da engenharia estrutural tem sido tornar as estruturas mais esbeltas e econômicas diminuindo seu peso e o consumo de materiais sem, contudo, comprometer sua estabilidade. O aumento da esbeltez dos elementos estruturais torna-os mais susceptíveis a grandes deflexões laterais antes de ocorrer sua ruptura física. A análise da estabilidade de sistemas estruturais esbeltos normalmente envolve a aplicação do Método dos Elementos Finitos (MEF). Como consequência, um sistema de equações algébricas não lineares é gerado e sua solução é obtida, em geral, por meio de procedimento incremental-iterativo. Este trabalho se propõe a fazer uma apresentação moderna e prática sobre esse importante tema da engenharia estrutural. Procedimentos numérico-computacionais são apresentados para a análise da estabilidade de sistemas não lineares com um e dois graus de liberdade de forma a facilitar o entendimento para os que pretendem estudar o tema, visto que carregam consigo os conceitos e as implementações numéricas necessárias para a solução de problemas mais complexos com vários graus de liberdade. Todos os exemplos são resolvidos analiticamente pelo Princípio da Energia Potencial Total Estacionária e numericamente pelo método de Newton-Raphson. É deduzido o método do comprimento de arco e aplicado no sistema de um grau de liberdade que apresenta ponto limite de carga. São introduzidos detalhes da implementação computacional, conceitos de estabilidade, solução analítica de um sistema geometricamente e fisicamente não linear. São apresentados exemplos numéricos e disponibilizados os códigos das implementações numéricas em linguagem computacional.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11417_Vitor Folador.PDF: 45 bytes, checksum: e7c5f9cd9e7e37604f4b7be2b3ae7a82 (MD5) Previous issue date: 2017-06-28 O Método das Diferenças Finitas (MDF) é um método numérico para soluções de equações diferenciais em que as derivadas são aproximadas por uma equação de diferença finita. O MDF é, portanto, um método baseado no processo de discretização. Entretanto, sua abordagem é bem mais simples e direta se comparado a outros famosos métodos numéricos tais como o Método dos Elementos Finitos, Método dos Elementos de Contorno e o Método dos Volumes Finitos. A abordagem do MDF relacionado à engenharia é geralmente tratada superficialmente em livros e artigos científicos, resumindo-se a capítulos de introdução. Daí surgiu o interesse em aprofundar-se em diferentes estratégias de solução de diversos problemas de engenharia via MDF. Este trabalho busca resgatar o uso do Método das Diferenças Finitas na engenharia computacional com base no recente crescimento em trabalhos científicos publicados sobre este método. Esta pesquisa trata da aplicação do MDF em diversos problemas de engenharia, que por sua vez é uma área de estudo dentro do campo de métodos numéricos. A pesquisa está diretamente relacionada ao estudo do MDF como ferramenta para encontrar soluções aproximadas de equações diferenciais que regem diversos problemas de engenharia. Problemas como cálculo de deflexão em vigas, flambagem de pilares, flexão de placas, problemas de calor em regime permanente e transiente (incluindo vigas de concreto em situação de incêndio) e vigas sobre base elástica são exemplos de problemas muito comuns na engenharia estrutural e farão parte do escopo desta pesquisa. Para o entendimento do assunto, é apresentada uma síntese da fundamentação teórica de cada problema de engenharia de forma a contextualizar cada situação. Com as equações diferenciais governantes apresentadas, procede-se ao detalhamento das principais estratégias de solução via MDF, incluindo exemplos numéricos com uma variedade de condições de contorno. E, ao final deste trabalho, a comunidade científica poderá ter acesso a um material todo direcionado a este assunto, auxiliando alunos e pesquisadores da área.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-09-17T19:46:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Estudo de metodologias para o dimensionamento de vigas de aco e vigas mistas de aco e concreto com perfis celulares.pdf: 2078689 bytes, checksum: 9c23cf66603a5d2ae083c3541af3fb96 (MD5) Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2015-10-15T15:11:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Estudo de metodologias para o dimensionamento de vigas de aco e vigas mistas de aco e concreto com perfis celulares.pdf: 2078689 bytes, checksum: 9c23cf66603a5d2ae083c3541af3fb96 (MD5) Made available in DSpace on 2015-10-15T15:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Estudo de metodologias para o dimensionamento de vigas de aco e vigas mistas de aco e concreto com perfis celulares.pdf: 2078689 bytes, checksum: 9c23cf66603a5d2ae083c3541af3fb96 (MD5) Previous issue date: 2015 CAPES Atualmente, com o avanço da tecnologia de corte e solda, vigas com aberturas sequenciais na forma circular, denominadas vigas celulares, vêm sendo bastante utilizadas como vigas de edificações. As vigas alveolares podem ser projetadas como mistas quando existir uma conexão de cisalhamento entre o perfil de aço e a laje de concreto, podendo assim vencer vãos ainda maiores que os da viga mista convencional, dado ao aumento de rigidez proporcionado pela geometria do perfil alveolar. A NBR 8800:2008 e as normas internacionais não abordam vigas de aço e vigas mistas de aço e concreto com perfis celulares, o que contribui para que o seu uso seja limitado, havendo a necessidade de mais pesquisas sobre o comportamento estrutural e dimensionamento dessas vigas. Este trabalho visa apresentar metodologias e desenvolver ferramentas computacionais para o dimensionamento das referidas vigas. A aferição do programa computacional é realizada utilizando exemplos numéricos disponíveis na literatura e as metodologias de dimensionamento foram avaliadas por meio da comparação de seus resultados com resultados experimentais da literatura. Adicionalmente, foi realizado um estudo paramétrico para analisar a influência da geometria do perfil celular na carga última e no modo de colapso de uma série de vigas mistas com perfis celulares e laje mista de aço e concreto. Como resultado, as metodologias estudadas mostram que a utilização de vigas mistas com perfil de aço celular é vantajosa quando a razão entre vão e altura do perfil original, L/d, é maior que 20. Currently with the advancement of welding and cutting technology, beams with circular openings, called cellular beams, have been widely used. The cellular beams can be designed as composite beams when a shear connection exists between the steel section and the concrete slab, and thus achieve even greater spans than conventional composite beam, given the increased stiffness provided by the alveolar section geometry. The NBR 8800:2008 and international standards do not address cellular steel beams and cellular composite steel and concrete beams, which contributes to its use is limited, there is a need for more research on the structural behavior and design of these beams. This paper presents methodologies and develops computational tools for the design of such beams. The calibration of computational program was carried out using numerical examples available in the literature and design methodologies were evaluated by comparing its results with experimental results from the literature. In addition, a parametric study was performed to evaluate the influence of the cellular beam geometry on the ultimate load and failure mode of a series of composite cellular beams with composite slab. As a result, the methodologies studied show that the use of composite cellular beams is advantageous when the ratio between span and height, L/d, is greater than 20.