Publicação: Modelos para análise da força crítica de flambagem em arcos circulares
Carregando...
Arquivos
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Coleções
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Resumo
Neste trabalho foram abordadas formulações para análise da estabilidade estrutural de
arcos simétricos, com forma circular, por meio da determinação da força referente ao
primeiro modo de flambagem (força crítica). Quatro condições de carregamento foram
propostas para análise: força uniformemente distribuída na direção radial, força
verticalmente concentrada no meio do vão, força uniformemente distribuída ao longo do
vão e força concentrada na direção radial. Três modelos para análise foram desenvolvidos
a partir das formulações, sendo um modelo teórico obtido pela resolução da equação
diferencial de deslocamento radial, um modelo matricial de análise por autovalor a partir
do Método das Foças Elásticas, e um modelo aproximado usando o Método dos Resíduos
Ponderados e o Método de Galerkin. O modelo teórico foi desenvolvido para análise de
arcos triarticulados, biarticulados e biengastados, enquanto os demais modelos foram
voltados à análise de arcos biarticulados. Para comparação dos resultados foram atribuídos
valores para o ângulo de abertura do arco e relação flecha/vão a fim de caracterizar
coeficientes de flambagem, e realizada simulação numérica em programa computacional
baseado no Método dos Elementos Finitos. Foi constatado que os modelos propostos
forneceram resultados similares para a análise de arcos biarticulados, e que a relação
flecha/vão próxima de 0,3 possibilita valores elevados para os coeficientes de flambagem
segundo as condições de carregamento avaliadas, possibilitando ao arco maior eficiência
quanto à estabilidade. Também foi desenvolvido um programa computacional destinado à
determinação da força crítica de flambagem em arcos circulares.
Abstract
This research presents formulations for structural stability analysis of symmetrical arches
with circular shape by determining the load related to the first buckling mode (critical
load). Four loading conditions were suggested for analysis: uniform distributed load in the
radial direction, concentrated load vertically in the middle of the span, uniform distributed
load in the span direction and radial concentrated load. Three models were formulated for
analysis, being a theoretical model obtained from the differential radial displacement
equation resolution, a matrix model with eigenvalue analysis obtained from the Elastic
Loads Method, and an approximate model using the Weighted Residual Method and the
Galerkin Method. The theoretical model was developed for three-hinged, two-hinged, and
hingeless arch analysis, while the others models were developed for two-hinged arch
analysis only. To compare the results were assigned values for the arch’s opening angle in
order to characterize buckling coefficients, and performed numerical simulation with Finite
Element Analysis software. The proposed models provide similar results for the analysis of
two-hinged arches, and the rise-to-span ratio almost 0.3 allows high values for buckling
coefficients evaluated according to the loading conditions, allowing the arch to be more
stability efficiently. It also has developed a software, which enables the critical buckling
load calculation of circular arches.
Palavras-chave
Engenharia civil, Arcos de concreto, Flambagem (Mecanica), Estabilidade estrutural, Arco, Flambagem, Coeficientes de flambagem, Arches, Buckling, Structural Stability, Buckling coefficients
Citação
SILVA, Thiago Damasceno. Modelos para análise da força crítica de flambagem em arcos
circulares. 2016. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2016.475