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Previous issue date: 2010-10-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work a static and dynamic elastic analyses of frame structures using the
finite element method (FEM) is described. The superstructure is modeled employing six
sets of frame structures (plane truss, space truss, plane frame, grilled, space frame and
space frame stiffened by shear cores) and specific finite elements are developed for these
purposes. According to the specific case, bending effects (Euler-Bernoulli or Timoshenko
models), torsional effects (under Saint Venant or Vlasov assumptions) are properly
operated and the explicit forms of stiffness and mass matrices and equivalent nodal vector
are presented.
Special attention is paid to the static soil-structure interaction problem. In this
case the superstructure (standard space frame) is modeled by FEM, whereas the soil is
assumed to be an elastic half-space and modeled by the boundary element method (BEM). Finally the algebraic systems from both methods are coupled in order to
allow the soil-structure interaction analysis. Another focus of this study is to develop a
simulation environment (called SAPROMS NET) incorporating mainly the preprocessing
and processing steps and both are implemented in object-oriented language Java. Some
numerical examples are presented, as well as details of the simulation environment. / Neste trabalho são descritas análises estática e dinâmica em regime elástico de
estruturas reticuladas utilizando o método dos elementos finitos (MEF). A superestrutura é
modelada para seis famílias de estruturas reticuladas (treliça plana, treliça espacial, pórtico
plano, grelha, pórtico espacial e pórtico espacial enrijecido com núcleo estrutural) e
elementos finitos específicos são desenvolvidos para esse fim. Nos casos pertinentes, os
efeitos de flexão (segundo as teorias de Euler-Bernoulli e Timoshenko), de torção
(segundo as hipóteses de Saint Venant e Vlasov), são devidamente explorados e as formas
explícitas das matrizes de rigidez, de massa e vetor nodal equivalente são apresentadas.
Um enfoque especial é dado para o problema de interação solo-estrutura em
regime estático. Nesse caso a superestrutura, que pode ser associada ao pórtico espacial
sem enrijemento por núcleo estrutural, é modelada pelo MEF e o solo (admitido ser um
sólido elástico semi-infinito) é representado por equações integrais compostas e
sistematizado algebricamente pelo método dos elementos de contorno (MEC). E por fim,
os sistemas algébricos do MEF e do MEC são compatibilizados permitindo assim a análise
da interação solo-estrutura. Outro enfoque do trabalho é o desenvolvimento de um
ambiente de simulação (denominado SAPROMS NET) voltado, principalmente, para as
etapas de pré-processamento e processamento. Essas são implementadas na linguagem
orientada a objetos Java. Alguns exemplos numéricos são apresentados, assim como o
detalhamento do ambiente de simulação.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5423 |
| Date | 28 October 2010 |
| Creators | Queiroz, Paulo César de Oliveira |
| Contributors | Mendonça, Angelo Emílio Vieira |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, BR, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3562149281793654633, 600, 600, 600, 600, 5792267035407506340, -6956026795191561793, 3590462550136975366 |
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