APLICAÇÃO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS NA DETERMINAÇÃO DA CARGA LIMITE DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE ALTO DESEMPENHO

APLICAÇÃO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS NA DETERMINAÇÃO DA CARGA LIMITE DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE ALTO DESEMPENHO

Souza, L. A. S.; Souza, S. T. M.

Full Article:

O uso de concreto de alto desempenho vem sendo intensificado cada vez mais em nossas edificações devido às suas características mecânicas e de durabilidade. Quando apli-cado aos elementos estruturais merece investigação acerca das suas propriedades mecâni-cas. Neste trabalho são mostradas algumas aplicações do método dos elementos finitos na determinação da carga última de elementos estruturais (vigas e pilares), fabricados com este material. Muitos dos insucessos das respostas da simulação computacional estão na má re-presentação das características físicas deste material e na escolha do critério de ruptura. Somente o conhecimento do módulo de elasticidade e tensões de ruptura têm-se mostrado insuficiente para a obtenção de uma boa resposta computacional. Melhores resultados podem ser obtidos através de um programa computacional desenvolvido para este fim levando-se em conta a curva tensão-deformação destes materiais (aço e concreto). O programa desenvolvi-do possibilita análises com os critérios de Von-Mises, Tresca, Mohr-Coulomb e Drucker- Prager. O elemento finito utilizado é o quadrático de oito nós, para estado plano de tensão, estado plano de deformação e axissimétrico. Para a análise não linear física foram imple-mentados os algoritmos de Newton Raphson (NR) e NR modificado. São mostradas análises de elementos estruturais submetidos tanto à compressão (pilar) quanto à flexão (viga) e os resultados são comparados com resultados experimentais obtidos por outros pesquisadores. A boa concordância entre os resultados mostra que a análise computacional em muitos casos práticos é uma ferramenta muito útil para a determinação de cargas limites de ruptura, po-dendo em alguns casos prescindir a análise experimental, o que reduz tempo e custo.

O uso de concreto de alto desempenho vem sendo intensificado cada vez mais em nossas edificações devido às suas características mecânicas e de durabilidade. Quando apli-cado aos elementos estruturais merece investigação acerca das suas propriedades mecâni-cas. Neste trabalho são mostradas algumas aplicações do método dos elementos finitos na determinação da carga última de elementos estruturais (vigas e pilares), fabricados com este material. Muitos dos insucessos das respostas da simulação computacional estão na má re-presentação das características físicas deste material e na escolha do critério de ruptura. Somente o conhecimento do módulo de elasticidade e tensões de ruptura têm-se mostrado insuficiente para a obtenção de uma boa resposta computacional. Melhores resultados podem ser obtidos através de um programa computacional desenvolvido para este fim levando-se em conta a curva tensão-deformação destes materiais (aço e concreto). O programa desenvolvi-do possibilita análises com os critérios de Von-Mises, Tresca, Mohr-Coulomb e Drucker- Prager. O elemento finito utilizado é o quadrático de oito nós, para estado plano de tensão, estado plano de deformação e axissimétrico. Para a análise não linear física foram imple-mentados os algoritmos de Newton Raphson (NR) e NR modificado. São mostradas análises de elementos estruturais submetidos tanto à compressão (pilar) quanto à flexão (viga) e os resultados são comparados com resultados experimentais obtidos por outros pesquisadores. A boa concordância entre os resultados mostra que a análise computacional em muitos casos práticos é uma ferramenta muito útil para a determinação de cargas limites de ruptura, po-dendo em alguns casos prescindir a análise experimental, o que reduz tempo e custo.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/meceng-wccm2012-20126

Referências bibliográficas

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• [6] Souza, Rafael Alves de. “Análise do fraturamento em Estuturas de Concreto Utilizando Programas de Análise Estrutural”. Dissertação de Mestrado, UNICAMP, 2001.
• [7] Souza, S.T.M et al. “Estudo Teórico Experimental de Dentes de Vigas Gerber Dimensio-nados Através de Modelos de Escoras e Tirantes Simples e Composto”. 43o. Congresso Brasileiro do Concreto, Foz do Iguaçu, Brasil, 2001.
• [8] Vanderlei R. D; Giongo J. S. “Análise Experimental de Pilares de Concreto Armado de Alta Resistência Sob Flexo Compressão Reta”. Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, n.21, p.81-105, 2003.
• [9] GID – Programa para pré e pós processamento gráfico. http//:gid.cimne.upc.es.

Como citar:

Souza, L. A. S.; Souza, S. T. M.; "APLICAÇÃO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS NA DETERMINAÇÃO DA CARGA LIMITE DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE ALTO DESEMPENHO", p-4836-4845. In: In Proceedings of the 10th World Congress on Computational Mechanics [= Blucher Mechanical Engineering Proceedings, v. 1, n. 1]. São Paulo: Blucher, 2014.
ISSN 23580828, DOI 10.5151/meceng-wccm2012-20126