Análise não linear física de pórticos planos de concreto armado

Nogueira, Geovanne Viana

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Type:	TCC
Title:	Análise não linear física de pórticos planos de concreto armado
Authors:	Nogueira, Geovanne Viana
Advisor:	Parente Junior, Evandro
Keywords:	Análise não linear;Não linearidade física;Método dos Elementos Finitos;Método das Fatias;NBR 6118:2003;Eurocode 2:2004;Concreto armado;Lei Constitutiva
Issue Date:	2013
Citation:	NOGUEIRA, Geovanne Viana. Análise não linear física de pórticos planos de concreto armado. 2013. 120 f. TCC (Graduando em Engenharia Civil)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
Abstract in Brazilian Portuguese:	No Estado Limite Último o comportamento da estrutura é fortemente não linear devido à ocorrência de fenômenos como grandes deslocamentos, flambagens, plastificações, fissuração, entre outros. Um problema é dito não linear quando a rigidez depende dos deslocamentos da estrutura. Esta dependência é dita fisicamente não linear quando a rigidez é função do estado de deformação que o material está sujeito e por sua Lei Constitutiva. O presente trabalho visa realizar análises estruturais de pórticos planos de concreto armado com seção retangular, modelados utilizando o Método dos Elementos Finitos e considerando a não linearidade física. Serão consideradas para o concreto e para o aço as Leis Constitutivas descritas na NBR 6118:2003 e no Eurocode 2:2004. A não linearidade geométrica é considerada nas análises estruturais, mas não é abordada neste trabalho, pois é utilizado o programa FAST que já possui a implementação computacional necessária para realizar uma análise estrutural não linear geométrica de pórticos planos baseada na formulação corrotacional. Com o objetivo de considerar a não linearidade física nas análises estruturais, pretende-se apresentar os diversos métodos empregados para a integração das tensões na seção transversal com foco no Método das Fatias, que é o método adotado. O desenvolvimento do trabalho consistiu inicialmente por uma revisão bibliográfica sobre o conceito e os tipos de não linearidades presentes nas estruturas. A revisão também foi direcionada para entender a formulação de elementos finitos de pórtico plano baseada na teoria de Navier-Bernoulli e para identificação e entendimento das diversas técnicas de integração das tensões na seção transversal como o Método das Fatias. Com a implementação computacional estabelecida, partiu-se para a modelagem e análise estrutural de pórticos planos de concreto armado com seção retangular. Foi constatado que para o diagrama tensãodeformação da NBR 6118:2003 e para uma seção retangular de concreto armado, são necessários no mínimo 100 fatias na discretização da seção transversal para que a integração das tensões apresente resultados satisfatórios. As divergências encontradas em relação aos resultados experimentais e numéricos de outros autores estão relacionadas principalmente à Lei Constitutiva empregada para o concreto e para o aço. É importante, na análise estrutural não linear física, empregar modelos constitutivos mais adequados que o diagrama parábolaretângulo sugerido pela NBR 6118:2003 sendo mais indicado empregar a curva tensãodeformação do concreto na compressão sugerido pelo Eurocode 2:2004.
Abstract:	In the Ultimate Limit State the structural behavior is strongly nonlinear due to the occurrence of phenomena such as large displacements, buckling, laminates, cracking, among others. One problem is said nonlinear when the displacement depends on the stiffness of the structure. This dependence is said physically nonlinear stiffness when is a function of the state of deformation that the material is subject and its Constitutive Law. This study aims to perform structural analysis of reinforced concrete plane frames with rectangular section, modeled using the finite element method and considering the physical nonlinearity. It will be considered for the concrete and steel Constitutive Laws described in NBR 6118:2003 and Eurocode 2:2004. The geometric nonlinearity is considered in the structural analysis, but is not addressed in this study, because the FAST program is used that already has a computer implementation necessary to perform a geometric nonlinear structural analysis of plane frames based on the corotational formulation. Aiming to consider the physical nonlinearity in structural analysis, this paper aims to present the various methods used for the integration of the stresses in the cross section focusing on the Method of Slices, which is the method adopted. The development work originally consisted of a literature review on the concept and types of nonlinearities present in the structures. The review was also aimed to understand the finite element formulation of plane frame based on the theory of Navier-Bernoulli and for identifying and understanding the various integration techniques tensions in cross section as the Method of Slices. By implementing computational established, broke for modeling and structural analysis of reinforced concrete plane frames with rectangular section. It was found that for the stress-strain diagram of the NBR 6118:2003 and a rectangular section of concrete reinforced are required at least 100 slices in the discretization of the cross section for the integration of the tensions present satisfactory results. The differences found in relation to the experimental and numerical results of other authors are primarily related to the Constitutive Laws used for concrete and steel. It is important, in physics nonlinear structural analysis, employing constitutive models more suitable than the parabola-rectangle diagram suggested by NBR 6118:2003 been more appropriately employ the stress-strain curve of concrete in compression suggested by Eurocode 2:2004.
URI:	http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/36177
Appears in Collections:	ENGENHARIA CIVIL - Monografias

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