Simulação numérica de vigas alveolares mistas de aço e concreto : modelo parametrizado de elementos finitos
A utilização de vigas mistas de aço e concreto permite que sejam exploradas as melhores características mecânicas dos materiais constituintes, possibilitando o vencimento de maiores vãos e a obtenção de soluções estruturais mais econômicas. As vigas alveolares de aço, por sua vez, proporcionam uma m...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/197878 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/197878 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Vigas mistas Vigas de concreto armado Elementos finitos Ansys (Programa de computador) Steel-concrete composite beams Alveolar beams Castellated Cellular beams Numerical modeling Finite element method |
| Sumario: | A utilização de vigas mistas de aço e concreto permite que sejam exploradas as melhores características mecânicas dos materiais constituintes, possibilitando o vencimento de maiores vãos e a obtenção de soluções estruturais mais econômicas. As vigas alveolares de aço, por sua vez, proporcionam uma maior racionalização no aproveitamento deste material, já que, com praticamente a mesma quantidade de aço, são produzidos perfis expandidos com maior momento de inércia e, consequentemente, maior resistência à flexão e melhor desempenho aos estados limites de serviço. Através da união destes sistemas estruturais obtêm-se as vigas alveolares mistas, nas quais são potencializadas as vantagens e mitigadas as desvantagens dos dois sistemas, sendo possível reduzir o consumo de materiais, e, consequentemente, os impactos ambientais gerados. Tendo em vista que as normas brasileiras e internacionais não especificam critérios para o cálculo de vigas alveolares mistas, estudos numéricos e experimentais têm sido realizados a nível acadêmico com o objetivo de aprofundar a compreensão sobre o comportamento destas estruturas, cuja complexidade envolve a ocorrência de diferentes modos de colapso. No presente trabalho buscou-se contribuir para os avanços no campo da análise numérica de vigas alveolares mistas, através da construção de um modelo de elementos finitos parametrizado, com o software Ansys, versão 19.2, no qual o perfil de aço foi modelado por elementos de casca, a laje de concreto por elementos sólidos hexaédricos, os conectores por elementos de mola não linear, a chapa steel-deck por elementos de casca e as barras de aço da laje por elementos de armadura incorporada. Com o objetivo de captar os efeitos de instabilidade locais, trabalhou-se com a adição de imperfeições geométricas iniciais ao perfil através da combinação de modos de flambagem. Para a simulação do comportamento do concreto foram utilizados dois modelos, um deles disponibilizado recentemente pelo Ansys, denominado DP-Concrete, e o outro customizado através da interface usermat. Os resultados obtidos para as vigas analisadas apresentaram boa correlação com resultados experimentais e com resultados numéricos de trabalhos anteriores, e o modelo numérico desenvolvido mostrou-se capaz de captar diferentes modos de colapso de vigas alveolares e vigas alveolares mistas. |
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