Formulação numérica-computacional para análise linear estática e dinâmica de cascas de espessura variável.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Becerra, Humberto Cardona
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/12187
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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As cascas são sistemas ideais na otimização de recurso, cobrindo grandes vãos com pouco material, mas tanto a sua complexidade de análise como construtiva tem deixando-as de lado na consideração de resposta estrutural-arquitetônica. Neste trabalho realiza-se a formulação e implementação de um elemento finito de casca curvo, procurando uma melhor resposta do que o elemento plano, os quais têm sido bastante utilizados na análise de cascas, exigindo uma discretização muito refinada para se aproximar à geometria da superfície curva e fornecer bons resultados. Na implementação do elemento utiliza-se o programa FEMOOP desenvolvido na PUC-RJ. Nesse programa já existem vários elementos, inclusive um elemento plano para a análise de cascas, que são implementados como classes derivadas da classe base chamada cElement. Nesse trabalho é implementada uma nova classe derivada. Considera-se um elemento solido tridimensional degenerado, restrito ao comportamento de uma casca fina sob as hipóteses de Reissner Mindlin. Este elemento é representado como um elemento lagrangeano quadrilateral curvo isoparamétrico de nove nós com cinco graus de liberdade por nó, empregando-se uma interpolação linear na espessura e uma interpolação quadrática nos lados do elemento. Na avaliação do elemento analisaram-se estruturas de casca de espessura constate e espessura variável. Os resultados dos primeiros exemplos foram comparados com outros autores, porém no segundo caso, as respostas foram contrastadas com respostas obtidas no programa comercial SAP2000 (elemento Shell). Em termos de aplicabilidade do elemento implementado analisaram-se duas passarelas de pedestre apoiadas sobre estruturas curvas, procurando com a modificação na espessura da casca, garantir o melhor comportamento da estrutura sob ações dinâmica referente a atividades rítmicas.In architecture, the form-structure relationship is rarely designed in parallel, ie, the architect and engineer work independently, but this should not always be the case. Some structural systems require mutual collaboration, such as the active surface structures within which the shells are found. Shells are ideal systems for resource optimization, covering large spans with little material, but both its complexity of analysis and construction has left them aside in the consideration of structural-architectural response. In this work, the formulation and implementation of a shell-curved finite element is carried out, looking for a better answer than the flat element, which have been widely used in the analysis of shells, requiring a very refined discretization to approach the surface geometry curve and provide good results. In the implementation of the element, the FEMOOP program developed at PUC-RJ is used. In this program there are already several elements, including a flat element for the analysis of shells, which are implemented as classes derived from the base class called cElement. In this work, a new derived class is implemented. It is considered a solid three-dimensional degenerate element, restricted to the behavior of a thin shell under the hypotheses of Reissner Mindlin. This element is represented as a nine-node curved quadrilateral isoparametric element with five degrees of freedom for node, employing a linear interpolation in thickness and a quadratic interpolation on the sides of the element. For the evaluation of the element, shell structures of constant thickness and variable thickness were analyzed. The results of the first examples were compared with other authors, but in the second case, the responses were contrasted with responses obtained in the SAP2000 commercial program (Shell element); and in both cases the results were compared with the flat-shell element, already implemented in FEMOOP program. Finding satisfactory results with good convergence. In terms of the applicability of the implemented element, two pedestrian walkways supported on curved structures were analyzed, seeking with the change in the thickness of the shell, to guarantee the best behavior of the structure under dynamic actions related to rhythmic activities.Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 11/05/2020 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante.info:eu-repo/semantics/openAccessCascas - engenhariaPlacas e cascas elásticasCascas de concretoFormulação numérica-computacional para análise linear estática e dinâmica de cascas de espessura variável.Numerical-computational formulation for static and dynamic linear analysis of variable thickness shells.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8924http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/12187/5/license.txt62604f8d955274beb56c80ce1ee5dcaeMD55CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-846http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/12187/2/license_url6f1da3ff281999354d4abd56d1551468MD52license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/12187/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/12187/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54ORIGINALDISSERTAÇÃO_FormulaçãoNuméricaComputacional.pdfDISSERTAÇÃO_FormulaçãoNuméricaComputacional.pdfapplication/pdf5341771http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/12187/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O_Formula%c3%a7%c3%a3oNum%c3%a9ricaComputacional.pdfe1b4eaec9ac63e27ba047c16afb1745dMD51123456789/121872020-05-14 10:37:59.23oai:localhost: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ório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332020-05-14T14:37:59Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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