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Título: Análise inelástica de segunda ordem de sistemas estruturais metálicos.
Autor(es): Machado, Fernando Carlos Scheffer
Orientador(es): Silveira, Ricardo Azoubel da Mota
Palavras-chave: Engenharia de estruturas
Análise inelástica
Análise estrutural
Data do documento: 2006
Referência: MACHADO, Fernando Carlos Scheffer. Análise inelástica de segunda ordem de sistemas estruturais metálicos. 2006. 163f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2006.
Resumo: Este trabalho traz os fundamentos para uma análise inelástica de segunda ordem em sistemas estruturais metálicos bidimensionais. As metodologias e formulações estudadas têm o objetivo de simular os efeitos da plastificação do aço de uma forma simples e eficiente. O sistema computacional oriundo deste trabalho pode ser considerado a primeira tentativa de desenvolver um programa de análise avançada de estruturas metálicas. A primeira abordagem inelástica estudada é dividida em duas formulações baseadas no método da rótula plástica: a elasto-plástica e a plástica-refinada. A primeira utiliza as prescrições da AIC-LRFD para definir uma superfície de interação M-P, que é responsável pela capacidade resistente limite da seção transversal metálica. A segunda é considerada um refinamento da primeira, onde são utilizadas formulações específicas para simular a degradação da rigidez da seção e do módulo de elasticidade. Em ambas formulações são utilizadas as funções de estabilidade para simular o efeito da nãolinearidade geométrica. A outra abordagem inelástica implementada baseia-se no conceito da “seção montada”. Ela foi desenvolvida diretamente para a formulação plástica-refinada e utiliza uma curva de interação M-P que varia de acordo com as dimensões de cada perfil. Essa abordagem utiliza equações desacopladas de rigidez para simular os efeitos de segunda ordem. A formulação elasto-plástica é então obtida através da simplificação da plásticarefinada. A avaliação da eficiência das formulações estudadas e implementadas é feita através da análise de vários problemas estruturais metálicos encontrados na literatura, cujos resultados são usados especificamente para validação de formulações inelásticas. Muitos desses resultados foram obtidos por métodos de comprovada precisão, como por exemplo, o método da zona plástica. No final deste trabalho são apresentadas algumas considerações adicionais envolvendo as formulações inelásticas estudadas. ___________________________________________________________________
ABSTRACT: This work brings the beddings for a second-order inelastic analysis in twodimensional structural steel frames. The methodologies and formulations studied try to simulate the steel plastification effects in a simple and efficient form. The computational system obtained of this work can be considered the first attempt to develop a program for an advanced analysis of steel structures The first inelastic model studied is divided in two formulations, which are based on the methodology of the plastic-hinge: the elastic-plastic and the refined-plastic. The first one uses the full-yield surface given by AISC-LRFD which define the limit strength capacity of the cross-section before the complete yield. The second formulation is considered a refinement of the first one, where specific procedures are used to simulate the degradation of the stiffness of the section and the elasticity modulus. The stability functions are used in both formulations to simulate the non- linear geometric effects. Another implemented inelastic methodology is based on "section assemblage concept". This formulation was developed directly for the refined-plastic approach and it is a more rigorous and rational method of analysis by considering the section capacity under moment and axial force via the modeling of an I and H section by three rectangular strips. This model uses detached stiffness equations to simulate second order effects. The elastic-plastic formulation is considered a simplification of the refined-plastic one. The efficiency of the formulations studied and implemented is evaluated through the analysis of some steel structural problems found in the literature, whose results are specifically used for validation of inelastic formulations. Many of these results are given by high precision methods, as the plastic zone method. At the end of this work some considerations about the inelastic formulations studied are presented.
Descrição: Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6156
Licença: Open access.
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