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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/67672
Tipo: | Dissertação |
Título : | Investigations on the structural behavior of post-tensioned wind towers using a nonlinear 3d model |
Título en inglés: | Investigations on the structural behavior of post-tensioned wind towers using a nonlinear 3d model |
Autor : | Chaves Neto, Francisco Guerreiro |
Tutor: | Melo, Antônio Macário Cartaxo de |
Palabras clave : | Concreto protendido;Análise não linear de estruturas;Imagem tridimensional |
Fecha de publicación : | 28-abr-2022 |
Citación : | CHAVES NETO, F.G. Investigations on the structural behavior of post-tensioned wind towers using a nonlinear 3d model. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
Resumen en portugués brasileño: | O concreto protendido têm sido usados em substituição ao aço nas torres eólicas de grande altura, nos parques eólicos da região nordeste e, em particular, no estado do Ceará. Trabalhos sobre a análise estrutural destas torres têm buscado alternativas para tornar o processo de análise mais eficiente ao simplificar a modelagem do problema, o que pode levar a subestimação das cargas aplicadas ou a superestimação da resistência da estrutura, dependendo da simplificação adotada pelo engenheiro. De qualquer forma, o projeto preliminar obtido a partir dessa análise simplificada pode não ser conservador para o problema, faltando informações que podem ser importantes para avaliar a resistência e segurança da torre protendida, como tensões localizadas, padrões de fissuração, comportamento das cordoalhas e modos de vibração livre. O objetivo geral deste trabalho é oferecer um modelo de alta fidelidade com elementos de casca, cabo e sólido, e desenvolver investigações sobre o comportamento estrutural de torres de concreto protendido , fornecendo informações sobre sensibilidade de parâmetros ou para validação de modelos de baixa fidalidade (modelo de pórtico ) que incorporam não linearidades . O modelo de casca refinado é aplicado a uma torre de concreto protendido com formato de tubo cônico, 100 m de altura, utilizando elementos de cabo para representar os cabos de protensão. As análises estruturais são realizadas no software DIANA. Vários aspectos da metodologia são investigados , como: modelos de vento; combinação de cargas; tipos de elementos não linearidades física e geométrica; interação solo estrutura ; os efeitos dos detalhes dos cabos de protensão, como a quantidade, distribuição na altura da torre e presença de desviadores . Estudos paramétricos foram realizados para estudar a sensibilidade da solução com relação a diversos parâmetros de projeto. O estudo revelou pontos importantes para o projeto da torre eólica e forneceu contribuições para um modelo de pórtico aprimorado. |
Abstract: | Prestressed concrete has been used in place of steel in high rise towers of wind farms around the northeastern region of Brazil, in particular in Ceará S tate . Researches on the structural analysis of the these towers have sought a n alternative to make the analysis process more efficient by simplifying the problem modeling, which could lead to underestimating the applied loads or overestimating the structure strength, depending on the simplification chosen by the engineer. In either case, the preliminary design obtained from such simplified analysis may not be conservative for the problem, missing data that might be important to evaluate the strength and safety of the prestressed tower, such as localized stresses, cracking patterns, tendons behavior and free vibration mode shapes. The overall objective of this study is to offer a high fidelity model with shell, cable and solid elements, and to develop investigations on the structural behavior of prestressed concrete wind towers, providing parameter sensitivity information or to validate low fi delity models (beam models) that incorporate nonlinearities . The refined shell model is applied to an externally prestressed concrete tower with a tapered tube shape , 100 m high , using cable elements to represent the prestressed tendons and solid elements to simulate the foundation Structural analyses are performed using the DIANA software. Several aspects are investigated, such as wind model; load combin ations; element types; material and geometric nonlinearit ies; soil s tructure interaction; the effects of prestressed tendons detail s, such as the amount , distribution over the tower height and presence of deviators . Parametric studies have been done to study the sensitivity of the solution to various design parameters. The study has revealed important points to the design of wind towers and supplied contribution s to an improved beam element. |
URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67672 |
Aparece en las colecciones: | DECC - Dissertações defendidas na UFC |
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