Tese de mestrado. Estruturas de Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1997

Apresenta-se uma formulação do tipo incrementaliterativa destinada a análise não linear de pórticos espaciais. Considera-se os efeitos não lineares introduzidos pelas mudanças de configuração geométrica da estrutura e também pela combinação destes efeitos com aqueles inerentes ao comportamento plástico exibido pelo material. As relações cinemáticas empregadas permitem a consideração de deslocamentos arbitrariamente grandes, acompanhadas de pequenas deformações . A modelagem do comportamento plástico do material é efetuada através do conceito de rótula plástica, estabelecido a partir de um critério de plastificação generalizado. Adota-se uma matriz de rigidez geométrica de barra baseada em momentos semitangenciais. Para elementos com extremos plastificados, é deduzida uma matriz de rigidez elasto-plástica. Emprega-se um método numérico do tipo incremental-iterativo, que utiliza como condição básica de controle da análise a constância do trabalho realizado pelos incrementos de cargas, em cada passo incremental (Método de Controle por Trabalho).A formulação permite uma descricão completa do desempenho mecânico da estrutura, inclusive em estágio de deformação pós-crítico em que ocorre regressão do carregamento com aumento de deslocamentos, ou vice-versa. A formulação foi implementada em um programa computacional elaborado em linguagem FORTRAN. Vários exemplos numéricos são apresentados para mostrar a eficiência das procedimentos propostos. / An incramental-iterative formulation for the nonlinear analysis of space frames ia presented. Nonlinear effects due to the changes in the geometrical configuration of the structure and also the combination of these effects with those due to the plastic behavior af the material are considered. The kinematics relations employed allow the consideration of arbitrarily large displacements with small strains. The plastic behavior of the elements is modeled using the plastic hinge concept, based on a generalized yield criterion. A geometrical stiffness matrix based on semitangential moments is adopted. For elements with plastic hinges at their ends, a elastic-plastic stiffness matrix is derived. An incremental-iterative numerical method is employed which uses the condition of constant work increment to determine the increments of load (Work Cantrol Method). The analysis allows a complete description of the structural response both in the pre and post-critical stages, even in situations in which displacements increase with decreasing loads or vice versa. The formulation was implemented into a computational code in FORTRAN language. Sevoral examples are presented to illustrate the efficiency of the procedures proposed.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-08-01T13:55:26Z No. of bitstreams: 1 2013_MaríliaMarcyCabraldeAraújo.pdf: 3974969 bytes, checksum: 0f3904cf34833490daeb4f95c9071657 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-08-01T20:25:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MaríliaMarcyCabraldeAraújo.pdf: 3974969 bytes, checksum: 0f3904cf34833490daeb4f95c9071657 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-01T20:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MaríliaMarcyCabraldeAraújo.pdf: 3974969 bytes, checksum: 0f3904cf34833490daeb4f95c9071657 (MD5) / Cada vez mais vem se exigindo das estruturas tanto no que se refere ao nível construtivo quanto a segurança e nível de serviço. Nesse sentido, busca-se desenvolver métodos mais rápidos e práticos com o objetivo de controlar os danos gerados ao longo da vida útil das estruturas. Dentre os métodos destacam-se os baseados na observação das mudanças das características dinâmicas, capazes de indicar mudanças na integridade estrutural. Neste trabalho, o Método do Erro Residual – MER (Genovese, 2000, Brasiliano et al., 2004) foi expandido com o objetivo de ser aplicado a pórticos espaciais. O método permite localizar e quantificar danos por meio de alterações produzidas pelo dano nas características dinâmicas da estrutura. Foi utilizada também a técnica de Redes Neurais Artificias – RNAs na etapa da quantificação de danos. As redes foram treinadas com o algoritmo Levenberg-Marquardt backpropagation e tiveram como dados de entrada os erros fornecidos pelo Método do Erro Residual. Com os resultados encontrados, por meio das simulações numéricas em quatro modelos de pórtico espacial, pôde-se observar que os referidos métodos comportaram-se de maneira satisfatória, localizando e quantificando de forma clara os elementos danificados. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / With the evolution in the techniques of structural design and the use of lighter and more resistant materials, the structures are being more required both in the aspects of comfort and safety as well as the best use of places. In that sense, seeks to develop faster methods and practical aiming greater control of the damage generated throughout the useful life of those structures. Among such methods, those based on study of the dynamic characteristics (natural frequencies, mode shapes and modal damping values) should be mentioned. In this work, the Error Residual Method - ERM (Genovese, 2000, Brasiliano et al., 2004) was expanded in order to be applied to 3D-frames. This method allows to locate and quantify damage through changes produced by damage to the dynamic characteristics of the structure. Was also used the technique of Artificial Neural Networks - ANNs in step quantification of damage. The networks were trained with the backpropagation Levenberg-Marquardt algorithm, and had as input the errors provided by the Error Residual Method. The numerical analysis in the four 3D-frame showed that both methods presented satisfactory results since they allowed locating and quantifying the damages present in the structural models.

Apresenta-se uma formulação do tipo incrementaliterativa destinada a análise não linear de pórticos espaciais. Considera-se os efeitos não lineares introduzidos pelas mudanças de configuração geométrica da estrutura e também pela combinação destes efeitos com aqueles inerentes ao comportamento plástico exibido pelo material. As relações cinemáticas empregadas permitem a consideração de deslocamentos arbitrariamente grandes, acompanhadas de pequenas deformações . A modelagem do comportamento plástico do material é efetuada através do conceito de rótula plástica, estabelecido a partir de um critério de plastificação generalizado. Adota-se uma matriz de rigidez geométrica de barra baseada em momentos semitangenciais. Para elementos com extremos plastificados, é deduzida uma matriz de rigidez elasto-plástica. Emprega-se um método numérico do tipo incremental-iterativo, que utiliza como condição básica de controle da análise a constância do trabalho realizado pelos incrementos de cargas, em cada passo incremental (Método de Controle por Trabalho).A formulação permite uma descricão completa do desempenho mecânico da estrutura, inclusive em estágio de deformação pós-crítico em que ocorre regressão do carregamento com aumento de deslocamentos, ou vice-versa. A formulação foi implementada em um programa computacional elaborado em linguagem FORTRAN. Vários exemplos numéricos são apresentados para mostrar a eficiência das procedimentos propostos. / An incramental-iterative formulation for the nonlinear analysis of space frames ia presented. Nonlinear effects due to the changes in the geometrical configuration of the structure and also the combination of these effects with those due to the plastic behavior af the material are considered. The kinematics relations employed allow the consideration of arbitrarily large displacements with small strains. The plastic behavior of the elements is modeled using the plastic hinge concept, based on a generalized yield criterion. A geometrical stiffness matrix based on semitangential moments is adopted. For elements with plastic hinges at their ends, a elastic-plastic stiffness matrix is derived. An incremental-iterative numerical method is employed which uses the condition of constant work increment to determine the increments of load (Work Cantrol Method). The analysis allows a complete description of the structural response both in the pre and post-critical stages, even in situations in which displacements increase with decreasing loads or vice versa. The formulation was implemented into a computational code in FORTRAN language. Sevoral examples are presented to illustrate the efficiency of the procedures proposed.

Apresenta-se uma formulação do tipo incrementaliterativa destinada a análise não linear de pórticos espaciais. Considera-se os efeitos não lineares introduzidos pelas mudanças de configuração geométrica da estrutura e também pela combinação destes efeitos com aqueles inerentes ao comportamento plástico exibido pelo material. As relações cinemáticas empregadas permitem a consideração de deslocamentos arbitrariamente grandes, acompanhadas de pequenas deformações . A modelagem do comportamento plástico do material é efetuada através do conceito de rótula plástica, estabelecido a partir de um critério de plastificação generalizado. Adota-se uma matriz de rigidez geométrica de barra baseada em momentos semitangenciais. Para elementos com extremos plastificados, é deduzida uma matriz de rigidez elasto-plástica. Emprega-se um método numérico do tipo incremental-iterativo, que utiliza como condição básica de controle da análise a constância do trabalho realizado pelos incrementos de cargas, em cada passo incremental (Método de Controle por Trabalho).A formulação permite uma descricão completa do desempenho mecânico da estrutura, inclusive em estágio de deformação pós-crítico em que ocorre regressão do carregamento com aumento de deslocamentos, ou vice-versa. A formulação foi implementada em um programa computacional elaborado em linguagem FORTRAN. Vários exemplos numéricos são apresentados para mostrar a eficiência das procedimentos propostos. / An incramental-iterative formulation for the nonlinear analysis of space frames ia presented. Nonlinear effects due to the changes in the geometrical configuration of the structure and also the combination of these effects with those due to the plastic behavior af the material are considered. The kinematics relations employed allow the consideration of arbitrarily large displacements with small strains. The plastic behavior of the elements is modeled using the plastic hinge concept, based on a generalized yield criterion. A geometrical stiffness matrix based on semitangential moments is adopted. For elements with plastic hinges at their ends, a elastic-plastic stiffness matrix is derived. An incremental-iterative numerical method is employed which uses the condition of constant work increment to determine the increments of load (Work Cantrol Method). The analysis allows a complete description of the structural response both in the pre and post-critical stages, even in situations in which displacements increase with decreasing loads or vice versa. The formulation was implemented into a computational code in FORTRAN language. Sevoral examples are presented to illustrate the efficiency of the procedures proposed.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6731_1.pdf: 880140 bytes, checksum: fd2a367a2d6351e3a898463082195cc8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2001 / O presente trabalho tem por objetivo apresentar um procedimento para obtenção de projetos de custo mínimo, para pórticos planos de concreto armado com seções transversais retangulares. As instruções contidas no Guia de otimização estrutural da ASCE para obtenção de projetos ótimos são seguidas. A função objetivo envolve os custos do material e da mão-de-obra do concreto, da armadura e da forma. As variáveis de projeto são as dimensões da seção transversal das vigas e pilares que compõem o pórtico. As armaduras também são variáveis do problema, só que dependentes das variáveis anteriormente discutidas. As restrições impostas são baseadas nos critérios para projetos de concreto armado da norma americana, ACI. Para cada pilar as restrições consideradas são: capacidade de resistência da coluna e armadura máxima. Para as vigas as restrições impostas são: capacidade de resistência a flexão, armadura máxima e capacidade de resistência ao cisalhamento. No programa ANSYS, a análise linear elástica da estrutura via o método dos elementos finitos é conduzida. Um módulo específico foi desenvolvido e codificado contendo as especificações para dimensionamento das armaduras nas seções de cada elemento estrutural, bem como a formulação das restrições e função objetivo e as regras de associação das variáveis de projeto. Tal módulo é inserido no programa ANSYS para executar a otimização. Para obter projetos ótimos, algoritmos de programação não linear contidos neste programa são empregados. Para ilustrar o procedimento da otimização aqui descrito, exemplos são apresentados

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Estruturas). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-10-23T17:41:31Z No. of bitstreams: 1 2013_WellingtonAndradeDaSilva.pdf: 3456360 bytes, checksum: aad7b394e1a2b9245e3fba96eec2bc50 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-27T19:31:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_WellingtonAndradeDaSilva.pdf: 3456360 bytes, checksum: aad7b394e1a2b9245e3fba96eec2bc50 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-27T19:31:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_WellingtonAndradeDaSilva.pdf: 3456360 bytes, checksum: aad7b394e1a2b9245e3fba96eec2bc50 (MD5) / Neste trabalho utiliza-se a cinemática corrotacional de elementos de viga 3D de Euler- Bernoulli na análise não-linear dinâmica de pórticos espaciais. A cinemática corrotacional se baseia na separação do movimento em uma parte deformacional, e a outra, em movimento de corpo rígido. Admitem-se grandes translações e rotações de corpo rígido e deformações infinitesimais. Desta maneira, obtém-se uma matriz de rigidez tangente antissimétrica para o elemento de viga 3D. Para os casos estáticos, mostra-se por meio de exemplos numéricos que, de forma análoga ao que ocorre com estruturas solicitadas com forças não conservativas, exemplos envolvendo grandes não-linearidades geométricas também podem atingir uma configuração de equilíbrio sem que ocorra a simetrização da matriz de rigidez tangente global. Com base na metodologia proposta por Géradin e Cardona, utiliza-se o procedimento de Newmark aplicado ao vetor de rotação incremental e as suas derivadas no tempo, para o tratamento dinâmico das rotações, velocidades e acelerações angulares. Nas soluções dos problemas dinâmicos é empregado o método de integração HHT-α em combinação com o método de Newton-Raphson, o qual é utilizado com a finalidade de se obter o equilíbrio das forças internas com os carregamentos externos em cada passo no tempo. Vários testes numéricos são apresentados, comparandose os resultados da metodologia proposta com resultados de outros modelos apresentados por outros autores. Os resultados obtidos demonstram a eficiência e precisão da presente formulação na análise dinâmica, com e sem amortecimento de estruturas submetidas a grandes deslocamentos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The kinematic co-rotacional theory of Euler-Bernoulli’s beam in 3D space for nonlinear dynamic analysis of space frames is used in this work. In corotational kinematics the movement is decomposed in deformational and rigid body components. Large rigid body translations and rotations, and infinitesimal strains are adopted. In this way an antisymmetric stiffness matrix is obtained for the beam element. For static analysis is shown that, in analogy to the case of structures loaded by non-conservatives forces, structures with large geometric nonlinearity also can reach an equilibrium configuration without the occurrence of a global symmetric tangent stiffness matrix. Using the methodology proposed by Géradin and Cardona, the Newmark procedure applied to the incremental rotation vector and its time derivative for the dynamic analysis of rotations, angular velocities and accelerations is used. In the solutions of dynamic problems the HHT-α integration method combined with the Newton-Raphson’s method (which is used for the purpose of obtaining internal forces equilibrium with the external loadings in each time step) is employed. Several numerical examples are analyzed comparing results of the proposed methodology with results from other models presented by other authors. Results demonstrate the efficiency, reliability and accuracy of this formulation in the dynamic analysis of structures undergoing large displacements.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Estruturas de Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009