Modelagem de painéis de alvenaria submetidos a carregamento lateral utilizando elementos finitos de pórtico com seção transversal variável
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Data de Publicação: | 2021 |
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Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16829 |
Resumo: | The behavior of masonry panels subjected to lateral loads is one of the main concerns during the project execution and may depend on several parameters such as panel aspect ratio, composite material properties and intensity of axial compressive load. This behavior can be analyzed by experimental and numerical tests that could be represented by the load versus lateral deflection curve. A simple way to obtain this curve numerically is to perform a finite element analysis considering the masonry wall as a one-dimensional element. Based on assumptions regarding the distribution of normal stresses, the panel can be discretized into frame elements whose geometric properties are obtained from the part of the cross section subjected to compression only. In the case of using finite elements of constant cross sections, good results are achieved only if the mesh becomes dense enough to accurately represent the change in geometric properties of the panel’s cross section. So, this work proposes a finite element with variable cross section, so that the number of elements included for a reliable solution can be reduced. The results of the proposed model are compared with experimental results available in the literature for various dimensions and material properties. Comparisons are also performed with highly discretized finite element models using constant cross-section and elements obtained by the power series method. |
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Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16829The behavior of masonry panels subjected to lateral loads is one of the main concerns during the project execution and may depend on several parameters such as panel aspect ratio, composite material properties and intensity of axial compressive load. This behavior can be analyzed by experimental and numerical tests that could be represented by the load versus lateral deflection curve. A simple way to obtain this curve numerically is to perform a finite element analysis considering the masonry wall as a one-dimensional element. Based on assumptions regarding the distribution of normal stresses, the panel can be discretized into frame elements whose geometric properties are obtained from the part of the cross section subjected to compression only. In the case of using finite elements of constant cross sections, good results are achieved only if the mesh becomes dense enough to accurately represent the change in geometric properties of the panel’s cross section. So, this work proposes a finite element with variable cross section, so that the number of elements included for a reliable solution can be reduced. The results of the proposed model are compared with experimental results available in the literature for various dimensions and material properties. Comparisons are also performed with highly discretized finite element models using constant cross-section and elements obtained by the power series method.O comportamento dos painéis de alvenaria quando submetidos a carregamento lateral é uma das principais preocupações ao projetar tais estruturas e pode depender de vários parâmetros, tais como relação de aspecto do painel, propriedades do material compósito e intensidade da carga axial de compressão. Esse comportamento pode ser analisado por meio de ensaios experimentais e numéricos e geralmente é representado através da curva de carga versus deflexão lateral. Uma forma simples de obter essa curva numericamente é considerar a parede de alvenaria como um elemento unidimensional e realizar uma análise por elementos finitos. Com base em hipóteses relativas à distribuição de tensões normais, o painel pode ser discretizado em elementos de pórtico cujas propriedades geométricas são avaliadas a partir da parte da seção transversal submetida à compressão. No caso do emprego de elementos finitos de seções transversais constantes, bons resultados são obtidos apenas se a malha for densa o suficiente para representar com precisão a mudança nas propriedades geométricas da porção resistente da seção transversal do painel. Neste trabalho, um elemento finito com seção transversal variável é empregado, de forma que o número de elementos necessários para uma solução confiável possa ser reduzido. Os resultados do modelo proposto são comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura para várias dimensões e propriedades de materiais. Também são realizadas comparações com modelos muito discretizados de elementos finitos de seção constante e elementos obtidos pelo método da série de potências.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-10-26T23:11:42Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Aline dos Santos Alves Gesteira - 2021 - Completo.pdf: 3792863 bytes, checksum: d209197396923e9f00523abe3d24c7db (MD5)Made available in DSpace on 2021-10-26T23:11:42Z (GMT). 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