Análise inelástica de pórticos planos considerando a plasticidade distribuída e o efeito das tensões residuais nos perfis estruturais de aço

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Neste trabalho desenvolve-se uma formulação geometricamente exata para a análise não-linear física e geométrica de pórticos planos de aço, via Método dos Elementos Finitos (MEF). Utilizam-se os conceitos da plasticidade distribuída para elementos com nós rígido-rotulados, incluindo o efeito das tensões residuais existentes nos perfis de aço decorrentes dos processos de fabricação. Uma visão geral sobre a Análise Avançada é feita com o objetivo de caracterizar os atributos necessários para o desenvolvimento de um modelo de Análise Inelástica Avançada. Apresenta-se o desenvolvimento da teoria geral fundamentada em uma rigorosa formulação Lagrangiana atualizada, utilizando a técnica corrotacional para a obtenção da matriz de rigidez tangente do elemento, levando-se em conta a presença das tensões residuais auto-equilibradas nas equações de equilíbrio do elemento. Para implementação desta formulação adiciona-se, à versão original apresentada por LAVALL (1996), a capacidade de analisar problemas com ligações articuladas entre as barras da estrutura, com tensões residuais aplicadas na alma do perfil e com diferentes carregamentos nodais com incrementos e fatores de ponderação diferenciados. O modelo de fatias permite o acompanhamento da plastificação ao longo da altura da seção e ao longo do elemento para qualquer modelo de distribuição das tensões residuais. Visando uma interface mais amigável com o usuário desenvolve-se um pré-processador que possibilita o cálculo automático de parâmetros exigidos pelo programa principal. Finalmente, os exemplos apresentados mostram a grande potencialidade da formulação desenvolvida. São analisados vários casos permitindo o estudo da plastificação gradual, da influência das tensões residuais e das imperfeições iniciais, estas introduzidas de forma explícita, na resistência última das estruturas de aço, cujos resultados são comparados com as curvas de dimensionamento à compressão e com as equações de interação apresentadas no projeto de revisão da NBR 8800 setembro 2006, comprovando a aplicação da formulação como um Método de Análise Avançada.

ASSUNTO(S)

engenharia de estruturas teses. análise plástica (teoria das estruturas) teses. pórticos estruturais teses. deformações e tensões teses. aço estruturas teses.

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