[pt] Modelos de bielas e tirantes são, em última análise,
representações discretas dos campos de tensão nos elementos
estruturais de concreto armado próximos da ruptura e visam
possibilitar um projeto consistente de todos os elementos
estruturais.
Este trabalho tem como objetivo desenvolver um
programa de otimização topológica que gere e permita a
visualização de um modelo de bielas e tirantes para
elementos estruturais de concreto armado. O modelo gerado
auxilia o engenheiro de projetos na compreensão dos
caminhos de forças.
Inicialmente o usuário deve ter como dado de
entrada uma malha refinada em elementos finitos. A partir
daí o programa calcula as tensões através da análise
elástica por elementos finitos.
As técnicas de otimização topológica usadas neste
trabalho foram a do método da flexibilização súbita ( hard-
kill method ) e a do método da remoção. No primeiro
processo, os elementos com tensões baixas, que estão sendo
usados ineficientemente têm seus módulos de elasticidade
bruscamente reduzidos, enquanto que no método da remoção,
estes elementos são retirados da malha. Tanto para
modificar o módulo de elasticidade do elemento, quanto para
retirar o elemento da malha, as tensões principais nos
elementos são comparadas com uma tensão de referência
definida como uma fração da maior tensão principal na
malha. Caso essa tensão principal no elemento seja menor
que a referida tensão de referência o elemento tem seu
módulo de elasticidade modificado ou é eliminado conforme o
método.
A distribuição de tensão nos elementos é acompanhada pelo
usuário através do módulo de visualização do programa e o
processo de otimização topológica é repetido até que o
critério de convergência imposto seja alcançado. / [en] Strut and tie models are ultimately discrete
representations of the stress fields in the
structural elements of reinforced concrete close to failure
and they are meant to help the
engineer to design a consistent project of all structural
elements.
This work aims to develop a program of topological
optimisation that generates and
allows the visualisation of a strut and tie model for
structural elements of reinforced concrete.
The generated model helps the project engineer to
understand the load paths inside the
element.
Initially the user should have as data a refined finite
element mesh. Starting from this
point the program calculates the stress fields through a
linear elastic finite element analysis.
The techniques used for topological optimisation in this
work are namely the hard-kill
method and the method of removal. In the first process, the
elements with low stress levels,
that are not being used efficiently, have their elasticity
modules abruptly reduced, while in
the method of removal, these elements are removed from the
mesh. Either to modify the
elasticity module of the element or to remove the element
from the mesh the principal stresses
in each element are compared with a reference stress
defined as a fraction of the largest
principal stress in the mesh. If the principal stress in
the element is smaller than this above
mentioned reference stress the element has its elasticity
module modified or is removed,
depending on the method.
The distribution of stresses in the elements can be
followed by the user through the
module of visualisation of the program and the process of
topological optimisation is repeated
until the specified convergence criterion is reached. / [es] Modelos de bielas y tirantes son, en último análisis,
representaciones discretas de los campos de tensión de los
elementos extructurales de concreto armado próximos a la
ruptura. Su objetivo principal es ejecutar un proyecto que
incluya todos los elementos extructurales. Este trabajo
tiene como objetivo desarrollar un programa de optimización
topológica que genere y permita la visualización de un
modelo de bielas y tirantes para elementos extructurales de
concreto armado. El modelo generado auxilia al ingeniero de
proyectos en la comprensión de los caminos de fuerzas.
Inicialmente el usuario debe tener como dato de entrada una
malla refinada de elementos finitos. Así, el programa
calcula las tensiones a través del análisis elástica por
elementos finitos. Las técnicas de optimización topológica
usadas en este trabajo fueron el método de la
flexibilización súbita ( hard- kill method ) y el método de
la remoción. En el primer proceso, los elementos con
tensiones bajas, que están siendo utilizados
ineficientemente tienen sus módulos de elasticidad
bruscamente reducidos, mientras que en el método de la
remoción, estos elementos son retirados de la malla. Tanto
para modificar el módulo de elasticidad, cuanto para
retirar el elemento de la malla, las tensiones principales
en los elementos se comparan con una tensión de referencia
definida como una fracción de la mayor tensión principal en
la malla. En el caso en que esa tensión principal en el
elemento sea menor que la tensión de referencia, el
elemento tiene su módulo de elasticidad modificado o es
eliminado conforme el método. El usuario acompaña la
distribuición de tensión en los elementos a través del
módulo de visualización del programa y el proceso de
optimización topológica se repite hasta alcanzar el
criterio de convergencia impuesto.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:1407 |
| Date | 29 March 2001 |
| Creators | RICARDO OLIVEIRA DA CUNHA LIMA |
| Contributors | LUIZ ELOY VAZ, LUIZ ELOY VAZ, LUIZ ELOY VAZ, MARTA DE SOUZA LIMA VELASCO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Spanish |
| Type | TEXTO |
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