Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2735
Title: Equilíbrio e estabilidade de elementos estruturais com restrições bilaterais impostas por bases elásticas
Authors: Maciel, Felipe Vieira
metadata.dc.contributor.advisor: Silveira, Ricardo Azoubel da Mota
Keywords: Construção metálica
Engenharia de estruturas
Bases elásticas
Equilibriio - vigas- barras
Issue Date: 2012
Publisher: Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: MACIEL, F. V. Equilíbrio e estabilidade de elementos estruturais com restrições bilaterais impostas por bases elásticas. 2012. 98 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2012.
Abstract: Este trabalho estuda o equilíbrio e a estabilidade de elementos estruturais com restrições de contato impostas por bases elásticas, que reagem tanto às solicitações de tração quanto às de compressão. O contato entre os corpos (estrutura-base) é definido assim como bilateral. O estudo é basicamente dividido em três partes. Na primeira parte propõe-se uma metodologia numérica geral para solução do problema geometricamente não linear em questão, aonde se chega  no contexto do método dos elementos finitos (MEF)  às equações de equilíbrio do sistema estrutural (estrutura-base) na forma matricial; mostra-se também como esse sistema de equações algébricas não lineares pode ser resolvido através de uma estratégia incremental que acopla iterações de Newton-Raphson às técnicas de continuidade. Na segunda parte desta pesquisa essa metodologia geral é particularizada para barras com restrições bilaterais de contato impostas por fundações elásticas, que são representadas aqui através de modelos discretos e contínuos; atenção especial é dada então à teoria não linear do elemento de viga-coluna empregado na modelagem da estrutura bem como aos fundamentos teóricos dos modelos discretos (molas elásticas) e contínuos (tipos Winkler e Pasternak) usados na representação do solo ou meio elástico. Com a implementação computacional desses modelos de base no CS-ASA (Silva, 2009), foi criado um novo módulo denominado CS-ASA/BC (Bilateral Contact). A terceira e última parte destina-se à análise linear e não linear de vários problemas práticos da engenharia estrutural e geotécnica envolvendo vigas e colunas em contato com fundações elásticas. Ficam evidenciadas nessas análises numéricas, por exemplo, a possibilidade de se adotar um modelo de base misto (discreto-contínuo), através do CS-ASA/BC, para se chegar numa representação mais realística do solo; a grande influência da representação da imperfeição (modos de instabilidade) na avaliação da carga crítica de colunas em contato com uma base do tipo Winkler; e a avaliação do ganho de rigidez do sistema ao se considerar o segundo parâmetro da base elástica, isto é, ao se adotar o modelo de Pasternak na representação do solo.
metadata.dc.description.abstracten: This dissertation presents a study of equilibrium and stability of structural elements under bilateral contact constraints imposed by elastic foundations. This study was basically divided into three parts. The first one proposes a general geometrically nonlinear numerical methodology, within the Finite Element Method (FEM) context, for solving the proposed problem. This approach leads to the nonlinear equations for the structural equilibrium system (structure-base) in matrix form, which are solved here by an incremental strategy with Newton-Raphson iterations coupled to the path-following techniques. The second part adapted this general methodology for bars with bilateral contact constraints imposed by elastic foundations. Special attention is given to the beam-column element nonlinear theory and to the approximate models adopted to the elastic foundations. Theoretical fundamentals of discrete modeling (elastic springs) and continuous modeling (Winkler and Pasternak-type foundations), used here in the representation of soils or elastic mediums, are presented. With the computational implementation of these foundation models in CS-ASA (Silva, 2009), a new module inside this computational tool was created and denominated CS-ASA/BC (Bilateral Contact). Finally, in the third part are the linear and nonlinear analyses for various structural-geometrical engineering practical problems that involve beams and columns in contact with elastic foundations. Through these numerical analyses, it became evident that there is a possibility of adopting an approximate foundation model with a mixed approach (discrete-continuous) using the CS-ASA/BC program to arrive at a more realistic representation of the soil; also, that there is a great influence in the representation of the imperfections (instability modes) in the evaluation of the critical load on column under contact constraint imposed by Winkler-type foundation. In addition, the structural system stiffness increase is evaluated when considering the second parameter of the elastic foundation model; that is, when the Pasternak-type foundation is adopted to represent the soil.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2735
Appears in Collections:PROPEC - Mestrado (Dissertações)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DISSERTAÇÃO_EquilíbrioEstabilidadeElementos.PDF1,87 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.