[pt] As estruturas ajustáveis ou dobráveis (deployable structures) consistem em um grupo de estruturas capazes de modificar sua forma e volume para atender a uma variedade de aplicações. Geralmente, são estruturas pré-fabricadas compostas por barras retas ou curvas unidas por meio de articulações que permitem que se movimentem para formar um arranjo compacto e se desdobrem em formas estruturais de grande porte. Essas estruturas atuam como mecanismos durante sua implantação e se tornam estruturas capazes de suportar cargas externas durante a fase de serviço. Além disso, elas devem ser leves e compactas a fim de serem facilmente transportadas e simples e rápidas de montar. Todas essas restrições
dificultam a escolha dos melhores parâmetros que levem ao menor peso, maior rigidez e que permitam à estrutura desempenhar suas duas funcionalidades e garantir sua reutilização. Entre os tipos de estruturas dobráveis, os elementos pantográficos (tesouras) têm despertado grande interesse de engenheiros e
arquitetos nos últimos anos. Este estudo avalia o comportamento não linear geométrico de arcos planos constituídos por dois tipos clássicos de elementos pantográficos: polar e translacional. Para isso, uma análise geométrica não linear detalhada é conduzida por meio de software de elemento finito elaborado com formulação corrotacional, a fim de avaliar a influência dos parâmetros geométricos da estrutura, como o tipo de elemento patográfico, o tipo de apoio e número de elementos no comportamento não linear e na estabilidade da estrutura. Os resultados obtidos por nossas análises revelam, na maioria dos casos, um
comportamento eminentemente não linear característico de arcos esbeltos, com o caminho de equilíbrio exibindo vários pontos limites de carga e deslocamento, onde podem ocorrer saltos para configurações remotas e indesejáveis. Com base nestes resultadods, a influência dos parâmetros do sistema na capacidade de carga do arco é quantificada. / [en] Deployable structures consist of a group of structures capable of modifying their shape and volume in order to meet a range of conditions and needs. They are usually prefabricated structures consisting of straight or curved bars linked together in a compact bundle, which can then be unfolded into large-span, load bearing
structural shapes. These structures have dual functionality since they act as mechanisms during its deployment and become immovable structures capable of supporting external loads during the service phase. In addition, they should be lightweight and compact to be easily transported and simple and quick to deploy. All these restrictions make it difficult to choose the best parameters regarding the shape and material of the structure, since many analyzes must be performed in order to find parameters that give lowest weight, highest stiffness, and that allow the structure to perform its two functions and ensure its reuse. Among the types of folding structure, those made of pantographic elements (scissors) have attracted great interest from engineers and architects in recent years. This study evaluates the
geometric nonlinear behavior of plane arches constituted by two classic type of pantographic element, namely: polar and translational. For this, a detailed nonlinear geometrical analysis is conducted through tailored corotational finite element software in order to evaluate the influence of the structure s geometrical
parameters, type of scissor units and supports on the nonlinear behavior and stability of the structure. The results obtained by our analyzes reveal, in most cases, a characteristic non-linear behavior of these structures with the nonlinear equilibrium path exhibiting several load and displacement limit points where jumps to remote and undesirable configurations may occur. Based on them, the influence of system parameters on the load carrying capacity of the arch is quantified.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:51946 |
| Date | 23 March 2021 |
| Creators | ANA BEATRIZ GIMENES BARCELLOS |
| Contributors | PAULO BATISTA GONCALVES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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