Orientador: Paulo José Paupitz Gonçalves / Banca: Marcos Silveira / Banca: Maira Martins da Silva / Resumo: Devido à crescente demanda por sistemas de comunicação, monitoramento territorial e previsão climática, satélites foram lançados por agências espaciais e aproximadamente 2,271 orbitam a Terra. Com o objetivo de minimizar os custos de lançamento, estruturas espaciais devem possuir forma de sistemas do tipo treliça devido à considerável redução de peso por serem montadas em uma forma triangular e com materiais leves, por exemplo, alumínio. Como resultado, alguns problemas como flexibilidade e baixo amortecimento estrutural podem aparecer. Diante disso, um método de controle deve ser aplicado para manter os níveis de vibração em pequenas escalas. Neste trabalho, um método de controle passivo é aplicado a uma treliça espacial utilizando o método dos elementos finitos (MEF). MEF é uma das ferramentas computacionais mais utilizadas para analisar estruturas sujeitas a vibrações, tornando possível prever as respostas em frequência (FRFs) do sistema. Este trabalho utiliza a técnica de otimização \textit{simulated annealing} para otimizar a norma $\mathcal{H}_{2}$ para os seis primeiros modos de vibrar do sistema de maneira a encontrar as coordenadas de cada nó da treliça que minimizem o valor de norma $\mathcal{H}_{2}$. Nota-se que, com a minimização da norma $\mathcal{H}_{2}$, novas coordenadas das juntas podem ser obtidas e novas FRFs podem ser estudadas. Algumas amplitudes de vibração das FRFs diminuíram, porém algumas amplitudes aumentaram. Verifica-se que houve regiões que o cont... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to the increasing demand for monitoring for telecommunication systems, weather and territorial monitoring, satellites have been launched by space agencies and 2,271 still orbit Earth. In order to minimize rocket launch costs, space structures should have the shape of trusses because of the significant weight reduction for being assembled in a triangular form and with elements made of light materials (e.g. aluminum). As a result of it, some problems such as flexibility and low structural damping may arise. For this reason, a control method must be applied to maintain the requirements of vibration levels in these types of structures. This work applies a passive vibration control to a space truss utilizing the Finite Element Method (FEM). FEM is one of the most used computational tools to analyze structures under vibrations and is also used to predict the system's frequency response functions (FRFs). This work utilizes the optimization technique simulated annealing in order to optimize the norm H2 of the first six vibration modes of the system so that it's possible to find the coordinates of each node of the space truss that minimize the value of H2. It has been noticed that with the minimization of the H2 norm, new coordinates of the joints can be obtained so that new FRFs can be studied. Some amplitudes of vibration in the FRFs diminished, however, some of them rose. It is verified that there are regions where the control method applied was effective and others where the c... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-08-05T17:31:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudoTeóricoNumérico.pdf: 14949946 bytes, checksum: 0adbdf44c5ef1ec12597557ee0846492 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-08-05T17:44:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudoTeóricoNumérico.pdf: 14949946 bytes, checksum: 0adbdf44c5ef1ec12597557ee0846492 (MD5) / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2015-01-21T18:55:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudoTeóricoNumérico.pdf: 14949946 bytes, checksum: 0adbdf44c5ef1ec12597557ee0846492 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-21T18:57:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudoTeóricoNumérico.pdf: 14949946 bytes, checksum: 0adbdf44c5ef1ec12597557ee0846492 (MD5) / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2015-01-23T17:07:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_EstudoTeóricoNumérico.pdf: 14949946 bytes, checksum: 0adbdf44c5ef1ec12597557ee0846492 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-26T11:34:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_EstudoTeóricoNumérico.pdf: 14949946 bytes, checksum: 0adbdf44c5ef1ec12597557ee0846492 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-26T11:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_EstudoTeóricoNumérico.pdf: 14949946 bytes, checksum: 0adbdf44c5ef1ec12597557ee0846492 (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho avaliou-se o comportamento de treliças mistas em perfis metálicos com seção transversal tubular associadas a lajes maciças de concreto armado. Foram analisados os resultados experimentais de uma treliça mista em escala real com vão de 10000 mm, laje com 2000 mm de largura e 100 mm de espessura, com perfis em seção tubular circular nas diagonais (TC 101,6 x 6,4) e montantes (TC 60,2 x 6,4), e perfis em seção tubular retangular no banzo inferior (TR 150,0 x 120,0 x 6,4) e no banzo superior (TR 150,0 x 120,0 x 5,6). As análises realizadas identificaram que o mecanismo de falha da treliça mista foi na ligação de cisalhamento. Os resultados indicaram a necessidade de maiores avaliações em relação aos conectores soldados em perfis tubulares, sendo realizados ensaios do tipo "push-out" com a ligação de cisalhamento em perfil tubular. Foram realizados ensaios “push-out” com os conectores de cisalhamento iguais ao da treliça mista testada anteriormente, tipo "U" laminado, com comprimento de 80 mm. Para avaliação da influência do comprimento do conector foram também ensaiados conectores do tipo "U" com comprimentos de 40 mm e 120 mm. Foram realizados 12 ensaios e os conectores foram soldados a perfis tubulares de mesma seção dos banzos da treliça mista. O comportamento da estrutura, das suas ligações e da ligação de cisalhamento também foi avaliado utilizando prescrições de normas e modelos em elementos finitos criados a partir do programa computacional ANSYS. Os resultados numéricos apresentaram boa correlação com resultados experimentais e foram utilizados em diversas análises paramétricas. Tais análises envolveram treliças mistas em perfis tubulares com diferentes vãos e uma proposta de treliça mista com banzo superior com seção reduzida. Foram também avaliados modelos numéricos de ligações isoladas de treliça mista, incluindo a laje e os conectores de cisalhamento, indicando que se pode usar este modelo para avaliação de ligações mistas. Os resultados numéricos também identificaram um modo de falha na conexão associado à parede do tubo retangular. Foi proposto um modelo teórico simplificado para a avaliação deste modo, cujos resultados foram comparados com dados dos experimentos e concluiu-se que para avaliar a capacidade resistente de ligação de cisalhamento em perfis tubulares deve-se considerar a ruptura da conexão e a flexão da parede do tubo e que, quanto maior é a resistência do concreto, mais importante é esta verificação. / ABSTRACT: In this thesis we evaluated the behavior of composite trusses in steel profiles with tubular cross section associated with reinforced concrete slabs. Experimental results are analyzed concerning a composite truss in full scale with ranging from 10000 mm, 2000 mm of wide slab and 100 mm thick, with circular tubular section profiles in the diagonals (TC 101.6 x 6.4) and verticals (TC 60.2 x 6.4), and profiles in rectangular tubular section at the bottom chord (TR 150.0 x 120.0 x 6.4) and upper chord (TR 150.0 x 120.0 x 5, 6). The analyses revealed that the failure mechanism of the composite truss was in the connection shear. The results indicated the need for further evaluation in relation to the connectors welded on to hollow section profiles. Push-out tests were conducted with connectors welded on to hollow section profiles. Channel shear connectors equal to the composite truss previously tested, with a length of 80 mm were used. To evaluate the influence of the length of the shear connectors, connectors were also tested with lengths of 40 mm and 120 mm. Twelve tests were performed and the connectors were welded in profiles with tubular section on the same section of the chords of composite truss. The behavior of the structure, of its joints and connection shear was also evaluated using the requirements of rules and finite element models created through the ANSYS software. The numerical results showed good correlation with experimental results and were used in various parametric analyses. These analyses involved composites trusses in tubular profiles with different spans and the proposal of a composite truss with a reduced section top chord. Numerical models of isolated joints composite trusses were also analyzed, including the slab and shear connectors, indicating that we can use this model to test the composite joints of trusses. The numerical results also identified a failure mode in the shear connection associated with the rectangular hollow profile wall. A simplified theoretical model for the analysis of this failure mode was proposed. The results were compared with data from the tests and we concluded that to evaluate the bearing capacity of the shear connection using profiles tubular section, one should consider breaking the connection and also the bending of the wall of the hollow profile, and that the larger the strength of concrete, the more important this consideration.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-01-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:14Z : No. of bitstreams: 1 000837111.pdf: 2618809 bytes, checksum: c06b762064feb880e99364c73dd26596 (MD5) / As treliças mistas em aço-concreto, alternativas bastante eficientes para vencer grandes vãos, são geralmente empregadas em edifícios comerciais e industriais, e, em pontes ferroviárias e rodoviárias. Em muitos casos, para que se possibilite a passagem de dutos, são construídas vigas treliçadas do tipo steel-joist, para satisfazer o uso que se pretende na construção. Neste sentido, o objetivo foi, neste trabalho, determinar através de um procedimento de cálculo analítico e modelagens elástica bi-dimensional e plástica tri- dimensional, a capacidade resistente e o modo de ruptura de uma treliça steel- joist, do tipo warren modificada, bi-apoiada com 13,6 metros de vão. O estudo, que foi desenvolvido para ações permanentes e variáveis, teve os resultados avaliados tendo como premissa as prescrições das normas técnicas brasileiras e análises comparativas com resultados obtidos por análises numéricas. O estudo mostrou que nas treliças steel-joist mista e isolada, as diagonais e montantes foram pouco solicitadas e em alguns trechos dos apoios escoaram e mesmo assim ocorreu a ação mista na treliça mista. Além disso, foi verificado o estado limite de serviço, que foi aprovado tanto por análises analíticas e numéricas computacionais sendo que os deslocamentos maiores foram obtidos pela análise numérica / Mixed steel-concrete trusses, very efficient alternatives to overcome large spans, are generally used in commercial and industrial buildings, and railway and road bridges. In many cases, in order to enable the passage of ducts, truss beam type steel-joist must be considered. In this work, the failure capacity and the rupture mode of a simply supported steel-joist truss with 13,6 meters wide, modified warren type, has been determined by an analytical procedure as well as numerical modeling considering both a bi-dimensional linear analysis and a three-dimensional elasto-plastic analysis. In the study, permanent and variable actions have been considered as well as the prescriptions of the Brazilian code, being the results compared to the numerical analysis. It has been verified that for mixed and isolated steel-joist trusses, the diagonal and amounts have presented small values for internal forces and regions next to the support have reached the yielding limit. Despite of that, the mixed action for the mixed trusses has been observed. Besides, the load resistance force design has been verified for both the analytical and numerical analysis, being the bigger displacements computed with the numerical modeling

Orientador: Gabriela Rezende Fernandes / Co-orientador: Renato Bertolino Júnior / Banca: José Luiz Pinheiro Melges / Banca: Carlos Humberto Martins / Resumo: As treliças mistas em aço-concreto, alternativas bastante eficientes para vencer grandes vãos, são geralmente empregadas em edifícios comerciais e industriais, e, em pontes ferroviárias e rodoviárias. Em muitos casos, para que se possibilite a passagem de dutos, são construídas vigas treliçadas do tipo steel-joist, para satisfazer o uso que se pretende na construção. Neste sentido, o objetivo foi, neste trabalho, determinar através de um procedimento de cálculo analítico e modelagens elástica bi-dimensional e plástica tri- dimensional, a capacidade resistente e o modo de ruptura de uma treliça steel- joist, do tipo warren modificada, bi-apoiada com 13,6 metros de vão. O estudo, que foi desenvolvido para ações permanentes e variáveis, teve os resultados avaliados tendo como premissa as prescrições das normas técnicas brasileiras e análises comparativas com resultados obtidos por análises numéricas. O estudo mostrou que nas treliças steel-joist mista e isolada, as diagonais e montantes foram pouco solicitadas e em alguns trechos dos apoios escoaram e mesmo assim ocorreu a ação mista na treliça mista. Além disso, foi verificado o estado limite de serviço, que foi aprovado tanto por análises analíticas e numéricas computacionais sendo que os deslocamentos maiores foram obtidos pela análise numérica / Abstract: Mixed steel-concrete trusses, very efficient alternatives to overcome large spans, are generally used in commercial and industrial buildings, and railway and road bridges. In many cases, in order to enable the passage of ducts, truss beam type steel-joist must be considered. In this work, the failure capacity and the rupture mode of a simply supported steel-joist truss with 13,6 meters wide, modified warren type, has been determined by an analytical procedure as well as numerical modeling considering both a bi-dimensional linear analysis and a three-dimensional elasto-plastic analysis. In the study, permanent and variable actions have been considered as well as the prescriptions of the Brazilian code, being the results compared to the numerical analysis. It has been verified that for mixed and isolated steel-joist trusses, the diagonal and amounts have presented small values for internal forces and regions next to the support have reached the yielding limit. Despite of that, the mixed action for the mixed trusses has been observed. Besides, the load resistance force design has been verified for both the analytical and numerical analysis, being the bigger displacements computed with the numerical modeling / Mestre

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-16T13:22:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoProgramaAnalise.pdf: 984668 bytes, checksum: a45d409eb9d0859a2bc7fc098e5fad8f (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-21T16:13:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoProgramaAnalise.pdf: 984668 bytes, checksum: a45d409eb9d0859a2bc7fc098e5fad8f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T16:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoProgramaAnalise.pdf: 984668 bytes, checksum: a45d409eb9d0859a2bc7fc098e5fad8f (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Neste trabalho, realizou-se um estudo sobre a análise estrutural não linear física e geométrica de treliças planas com base na formulação co-rotacional. Para aplicação desta análise, elaborou-se um sistema computacional para fins didáticos. O presente trabalho apresenta as hipóteses simplificadoras fundamentais do problema e demonstrando todas as equações que governam o problema. Para considerar o comportamento não linear do material, foram utilizadas equações constitutivas de material hiperelástico, e as equações constitutivas do modelo de Menegotto e Pinto. Na fase de implementação computacional utilizou-se a linguagem de programação MatLab, com conceitos gerais de programação orientada a objeto. Para validar o programa, compararam-se os resultados obtidos através deste sistema com os disponíveis na literatura. Nestes testes de validação e exemplos, comprovou-se a eficácia e aplicabilidade dos algoritmos implementados para a análise, e a sua praticidade quanto ao uso, pois é possível utilizar o sistema computacional para ensino e análise não linear de treliças planas. / In this work, we carried out a study on the physical and geometrical non-linear structural analysis of plane trusses in co-rotational formulation. For the purposes of this analysis, it elaborated a computer system for teaching purposes. This paper presents the key simplifying assumptions of the problem and demonstrating all the equations governing the problem. To consider the nonlinear behavior of the material, constitutive equations of hyperelastic material were used, and the constitutive equations of Menegotto and Pinto model. Computational implementation phase we used the Matlab programming language, with general concepts of object-oriented programming. To validate the program, we compared the results obtained through this system to the available literature. In these validation tests and examples, it has proven efficacy and applicability of algorithms implemented in the analysis and its practicality in the use, it is possible to use the computer system for teaching and nonlinear analysis of plane trusses.

A presente dissertação apresenta o estudo de estruturas reticuladas planas, também chamadas de treliças. A grande demanda da construção civil, e projetos cada vez mais arrojados motivaram esta pesquisa. Foram realizados três modelos de treliças, com o intuito de comparar o problema estático em relação ao problema dinâmico e verificar qual a influência dos esforços nas juntas tipo K das treliças. As juntas das treliças foram utilizadas para analisar a região plastificada e a tensão (von-Mises). As rotinas de cálculo para obtenção dos resultados, foram implementadas no software Matlab®, para o problema estático e os resultados foram comparados entre o software FEM-Reticulado2D do Matlab e software comercial onde as diferenças ficaram em menos de um por cento. No problema dinâmico foi adicionado amortecimento, estando mais próximo de uma estrutura real. Para este caso foi utilizado o amortecimento de Rayleigh, que é encontrado por meio da frequência natural e o método utilizado para integração no tempo foi o método de Newmark. A frequência natural também foi obtida por meio de formulações implementadas no Matlab. A região de plasticidade e a tensão (von-Mises) nos nós foram obtidas com auxílio do software Ansys. Tendo em vista os resultados, pode-se concluir que o problema dinâmico por levar em consideração a influência das forças de inércia, resultou em esforços maiores em relação ao problema estático. Verificou-se que quanto mais esbelta for a estrutura, menor será a frequência natural da mesma, por isso, deve-se tomar cuidado para que estruturas esbeltas não venham a absorver energia de ações externas como o vento e entrarem no efeito de ressonância. A plasticidade e a tensão (von-Mises) dependem da intensidade das forças e das propriedades geométricas e físicas do perfil utilizado. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-26T17:52:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Maicon Manuel Rancan.pdf: 2645025 bytes, checksum: cfbeb2a6f92934b51c95bbd2a648af6d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T17:52:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Maicon Manuel Rancan.pdf: 2645025 bytes, checksum: cfbeb2a6f92934b51c95bbd2a648af6d (MD5) / This thesis presents the study of plane frame structures, also called trusses. The great demand of construction, and projects increasingly bold motivated this research. Three models lattices were performed in order to compare the static problems concerning dynamic problem and check the influence of the joints efforts K type of truss. The joints of the truss were used to analyze the plasticized region and the stress (Von-Mises). The calculation routine for obtaining the results were implemented in Matlab software for the static problem and the results were compared with the FEM-Reticulado2D Matlab software and commercial software where the differences were less than one percent. In the dynamic damper problem was added, being closest to an actual structure. For this case we used the Rayleigh damping, which is found by means of the natural frequency and the method used for time integration method is the Newmark. The natural frequency was also obtained by formulations implemented in Matlab. The plasticity of the region and the tension (von Mises-) nodes were obtained with the help of Ansys software. Considering the results, it can be concluded that the dynamic problem by taking into account the influence of forces of inertia resulting in increased efforts in relation to the static problem. It was found that the more slender for the structure, the lower the natural frequency of the same, so one must be careful that slender structures will not absorb energy from external actions like wind and entering the resonance effect. The plasticity and the stress (Von-Mises) depend on the intensity of the forces and the geometrical and physical properties of the used profile.

A presente dissertação apresenta o estudo de estruturas reticuladas planas, também chamadas de treliças. A grande demanda da construção civil, e projetos cada vez mais arrojados motivaram esta pesquisa. Foram realizados três modelos de treliças, com o intuito de comparar o problema estático em relação ao problema dinâmico e verificar qual a influência dos esforços nas juntas tipo K das treliças. As juntas das treliças foram utilizadas para analisar a região plastificada e a tensão (von-Mises). As rotinas de cálculo para obtenção dos resultados, foram implementadas no software Matlab®, para o problema estático e os resultados foram comparados entre o software FEM-Reticulado2D do Matlab e software comercial onde as diferenças ficaram em menos de um por cento. No problema dinâmico foi adicionado amortecimento, estando mais próximo de uma estrutura real. Para este caso foi utilizado o amortecimento de Rayleigh, que é encontrado por meio da frequência natural e o método utilizado para integração no tempo foi o método de Newmark. A frequência natural também foi obtida por meio de formulações implementadas no Matlab. A região de plasticidade e a tensão (von-Mises) nos nós foram obtidas com auxílio do software Ansys. Tendo em vista os resultados, pode-se concluir que o problema dinâmico por levar em consideração a influência das forças de inércia, resultou em esforços maiores em relação ao problema estático. Verificou-se que quanto mais esbelta for a estrutura, menor será a frequência natural da mesma, por isso, deve-se tomar cuidado para que estruturas esbeltas não venham a absorver energia de ações externas como o vento e entrarem no efeito de ressonância. A plasticidade e a tensão (von-Mises) dependem da intensidade das forças e das propriedades geométricas e físicas do perfil utilizado. / This thesis presents the study of plane frame structures, also called trusses. The great demand of construction, and projects increasingly bold motivated this research. Three models lattices were performed in order to compare the static problems concerning dynamic problem and check the influence of the joints efforts K type of truss. The joints of the truss were used to analyze the plasticized region and the stress (Von-Mises). The calculation routine for obtaining the results were implemented in Matlab software for the static problem and the results were compared with the FEM-Reticulado2D Matlab software and commercial software where the differences were less than one percent. In the dynamic damper problem was added, being closest to an actual structure. For this case we used the Rayleigh damping, which is found by means of the natural frequency and the method used for time integration method is the Newmark. The natural frequency was also obtained by formulations implemented in Matlab. The plasticity of the region and the tension (von Mises-) nodes were obtained with the help of Ansys software. Considering the results, it can be concluded that the dynamic problem by taking into account the influence of forces of inertia resulting in increased efforts in relation to the static problem. It was found that the more slender for the structure, the lower the natural frequency of the same, so one must be careful that slender structures will not absorb energy from external actions like wind and entering the resonance effect. The plasticity and the stress (Von-Mises) depend on the intensity of the forces and the geometrical and physical properties of the used profile.

Orientadores : Francisco Antonio Menezes, Renato Soliani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-02T00:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cortes_CarlosFredericoMacedo_M.pdf: 3755377 bytes, checksum: 3f5b34b5f7ad03935bf8c7ab7c01d33d (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Diminuir os custos com a construção de estruturas tornou-se ainda mais importante com a globalização da economia. No caso de treliças, uma estrutura leve, de fácil e rápida execução, o menor custo será representado pelo menor peso que a treliça poderá ter. O presente trabalho trata da otimização de peso de treliças planas com geometria e topologia fixadas. O processo de otimização proposto consiste em submeter uma configuração inicial de treliça plana a um programa que primeiramente sujeitará a função objetivo a um otimizador de caráter contínuo e nãolinear, restritas por funções que representam tensões admissíveis das barras (calculadas segundo a norma norte-americana de tensões admissíveis AISC/ASD 1989), limites para os deslocamentos nodais, áreas das seções transversais, além de equações de equilíbrio estático; com a finalidade de minimizar a área da seção transversal, mantendo o layout sugerido inicialmente. De posse desses valores ótimos, submetese novamente as mesmas equações a um outro otimizador, de caráter discreto e não-linear, acrescentando o conjunto de restrições com equações para a escolha de perfis disponíveis no mercado. Foi escrito o programa pTRUSS, em linguagem Pascal, que prepara um arquivo com os comandos específicos da linguagem interpretada GAMS. Esse arquivo gerado pelo programa pTRUSS é submetido ao software de otimização GAMS, que resolve o problema em estudo. Permitem-se dois tipos de análise: análise contínua e análise discreta. No primeiro caso o GAMS utiliza rotinas internas do MINOS 5.1 e no segundo o GAMS utiliza o otimizador DICOPT. Apresentam-se alguns exemplos encontrados na literatura para efeito de comparação de resultados. Compararam-se também os resultados obtidos pela proposta da dissertação com valores calculados com os programas SAP2000 e AutoMetal / Abstract: Due to the globalization of the economy, cost reduction has become more important. Concerning to the truss, a light, easy and quick build structure, the minimum cost will be represented by minimum weight that the truss could have. In this his work plane truss optimization with fixed geometry and fixed topology is studied. The proposed optimization process consists in applying to an initial configuration plane truss a code where, firstly, the Weight Objective Function will be subjected to a continuum and nonlinear solver, constrained by functions which represent the allowable stress members (according to the AISC-ASD/1989 code), displacement nodal limits and cross section area limits, as well as static equilibrium equations; focusing on minimizing the cross section area and keeping the initial configuration proposed. The optimal values obtained by continuum analysis will be used to submit again the same equations to another solver, now discrete and nonlinear. New equations of restraint that permit to choose available commercial sections were increased on program. Using Pascal language, it was made a program named p TRUSS that prepares a file with specific commands of language interpreted by GAMS. This file created by the pTRUSS program is submitted to the optimization software GAMS, that solves the problem in analysis. Two types of analyses are permitted: continuum analysis and discret analyses. In the former, the software GAMS uses internal routines of MINOS 5.1 and in the latter, GAMS uses the solver DICOPT. Examples from the literature are presented in order to compare the results. Commercial softwares as SAP2000 and AutoMetal were used to validate the results obtained by the software GAMS with the values calculed. / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Newton de Oliveira Pinto Júnior, João Alberto Venegas Requena / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:16:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AugustoOttoniBuenoda_D.pdf: 10620003 bytes, checksum: 1ae2a0949d644fd7b3bdbee6ccba8b20 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As treliças mistas em aço-concreto, alternativas bastante eficientes para vencer grandes vãos, são geralmente empregadas em edifícios comerciais e industriais, e, em pontes ferroviárias e rodoviárias. Em muitos casos, para que se possibilite a passagem de dutos, dificultada nos quadros com presença de diagonais, e construído um painel Vierendeel central; porem, em algumas situações, este único painel pode ser insuficiente, necessitando-se então a criação de novos painéis para satisfazer o uso que se pretende dar a construção. Neste sentido, o objetivo do estudo foi determinar através de um procedimento de calculo analítico e modelagens elástica bi-dimensional e plástica tri-dimensional, a capacidade resistente e o modo de ruptura de uma treliça tubular mista bi-apoiados com 15 metros de vão, sendo todo o terço central constituído por painéis Vierendeel. Em seguida, mantendo-se o vão de 15 metros e os perfis estipulados no dimensionamento, foi feita uma parametrização dos resultados para estruturas com 3, 7, 9 e 13 painéis. O estudo, desenvolvido para cargas de escritório, apontou a proporção vão/3 - vão/3 - vão/3 como a ideal para a relação entre trechos treliçado - Vierendeel - treliçado, pois ao se aumentar a proporção do trecho central ocupado pelos painéis Vierendeel, os novos sistemas perdem muita rigidez passando a não suportar mais a carga estipulada no projeto. Alem disso, podem passar a apresentar deslocamentos verticais excessivos e resistência às forcas cortantes externas atuantes sobre os painéis insuficiente / Abstract: The steel-concrete composite trusses, an efficient alternative to overcome large spans, are generally used in commercial and industrial buildings, and rail and road bridges. In many cases, in order to enable the passage of ducts, with complications in the frames with the presence of diagonals, a central Vierendeel panel is built, but in some situations, if this single panel may be insufficient, then one would need to create new panels to meet the intended use to build. In this case, the objective of the study was to determine, through analytical calculation, two-dimensional elastic modeling and three-dimensional plastic modeling, the bearing capacity and failure mode of a bi-supported truss with a 15 meter span, and the entire central third consisting of Vierendeel panels. Then, keeping the span of 15 meters and the sections determined in the design, a parameterization of the results was made for structures having 3, 7, 9 and 13 panels. The study developed for office loads, found the proportion span/3 - span/3 - span/3, as the ideal relationship for the truss - Vierendeel - truss lengths, because by increasing the proportion of the length occupied by the central Vierendeel panels, the new system loses stiffness and no longer support the load stipulated in the project. Furthermore, they can start presenting excessive vertical displacements and insufficient resistance to external shear forces acting on the panels / Doutorado / Estruturas / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Marcelo Sampaio Martins / Banca: José Célio Dias / Resumo : O uso do método dos elementos finitos é bem difundido por meio de softwares comerciais, porém o procedimento matemático muitas vezes passa despercebido pelos usuários. Os softwares utilizam o método principalmente em análises de estruturas sólidas, transferência de calor, fluidos e eletromagnetismo. Tais softwares são caros e muitas vezes não acessíveis a estudantes ou profissionais da área. Para usuários que precisam realizar uma análise de elementos estruturais como treliças e pórticos a aquisição deste tipo de software é inviável economicamente. Este trabalho desenvolveu uma rotina em Visual Basic for Aplication do Excel utilizando o referido método, capaz de realizar análises estruturais em treliças planas e espaciais, vigas planas e pórticos planos, tornando acessível a aqueles que querem analisar tais estruturas ou que querem conhecer melhor o método. O Microsot Excel está presente na maioria dos computadores com o sistema operacional Microsoft Windows o que o viabiliza sua portabilidade entre computadores sem grandes dificuldades. A validação dos resultados foi feita por comparação dos resultados obtidos no software ANSYS / Abstract: The use of the finite element method is well diffused through commercial software, but the mathematical procedure often goes unnoticed by users. The software uses the method in the analysis of solid structures, heat transfer fluids and electromagnetism. Such software is expensive frequently not accessible to students or professionals. For people who want to do an analysis of structural elements such as truss and frames to purchase this kind of software is uneconomical. This work developed a routine in Visual Basic for Aplication of Micrsoft Excel using the finite element method, able to do analysis in space trusses, plane beams and plane frames, turning accessible one who want analyze such structures or those who want to know well the method. The Microsoft Excel has features matrix operations and various mathematical operations and any other operation or manipulation of data required it has programming in Visual Basic for Aplication. Excel is being on most computers with Microsoft Windows operating system enables what its portability between computers without bigger difficulties. For this a review of the finite element method and Excel features have been realized. Validation of results was done by comparing results obtained in ANSYS software / Mestre