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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise dinâmica de vigas longas de concreto protendido pré-moldadas durante operações de içamento
Alternate title (s): Dynamical analysis of long precast prestressed concrete beam during lifting operations
Author: Lima, Gabriel Henrique Arruda Tavares de
First Advisor: Lima, Maria Cristina Vidigal de
First coorientator: Krahl, Pablo Augusto
First member of the Committee: Gonçalves, Lauren Karoline de Sousa
Second member of the Committee: Siqueira, Tiago Morkis
Summary: A tendência da utilização de seções transversais esbeltas devido à utilização de materiais de alto desempenho, tornam as vigas mais propensas ao fenômeno de instabilidade lateral durante as fases transitórias, especialmente no içamento. As vigas de concreto pré-moldado são levantadas durante a construção por guindastes. Vários movimentos devem ser realizados para montar a estrutura. No entanto, não há recomendação para velocidades de operação específicas para vigas longas, mas vários colapsos foram relatados nessa etapa de construção. Na literatura técnica até então este problema só foi abordado por meio de análise estática. Portanto, a presente pesquisa tem como objetivo investigar o comportamento dinâmico de vigas protendidas longas, identificando velocidades operacionais críticas de acordo com a movimentação dos guindastes. A excentricidade dos cabos de protensão e desvios de posicionamento das alças de içamento foram consideradas na análise, por acentuarem os riscos de instabilidade. Na pesquisa, foram realizadas análise modal e análise dinâmica transiente considerando a não linearidade geométrica, para uma viga de concreto pré-moldado protendido com 40 m de vão. A análise foi realizada com um modelo 3D de elementos finitos, e o sistema com múltiplos graus de liberdade foi testado em movimentos ascendente, descendente e lateral. O movimento mais crítico observado foi o movimento lateral, pois mobiliza mais a rigidez lateral das vigas esbeltas excitando as frequências de oscilação próximas à frequência natural da viga. A segurança contra a fissuração e subsequente falha durante os movimentos verticais e laterais foi verificada para velocidades de operação do guindaste de 36 cm/s e 17 cm/s, respectivamente. Para o caso mais crítico analisado, evidenciou-se na análise dinâmica um aumento de 12 vezes nas tensões de tração comparada à situação de equilíbrio estático da viga, 80% nas tensões de compressão e uma amplificação de 5 vezes na rotação da viga.
Abstract: The tendency to use slender cross-sections due to the use of high-performance materials makes beams more prone to the phenomenon of lateral instability during transient phases, especially during lifting. Precast concrete beams are lifted during construction by cranes. Several movements must be performed to assemble the structure. However, there is no recommendation for specific operating speeds for long beams, but several collapses have been reported at this stage of construction. In the technical literature so far this problem has only been addressed through static analysis. Therefore, the present research aims to investigate the dynamic behavior of long prestressed beams, identifying critical operating speeds according to crane movements. The eccentricity of the prestressing cables and positioning deviations of the lifting loops were considered in the analysis, as they accentuate the risks of instability. In the research, modal analysis and transient dynamic analysis were performed considering the geometric non-linearity, for a prestressed concrete beam with a span of 40 m. The analysis was performed with a 3D finite element model, and the system with multiple degrees of freedom was tested in upward, downward and lateral movement. The most critical movement observed was the lateral movement, as it mobilizes more the lateral stiffness of the slender beams, exciting oscillation frequencies close to the natural frequency of the beam. Safety against cracking and subsequent failure during vertical and lateral movements was verified for crane operating speeds of 36 cm/s and 17 cm/s, respectively. For the most critical case analyzed, the dynamic analysis showed 12 times increase in tensile stresses compared to the static equilibrium situation of the beam, 80% in compressive stresses and a 5 times amplification in beam rotation.
Keywords: comportamento dinâmico
estrutura pré-moldada
fases transitórias
fator de impacto
estabilidade lateral
dynamical behavior
precast structures
transitory phases
impact factor
lateral stability
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS::ESTRUTURAS DE CONCRETO
Subject: Engenharia Civil
Vigas de concreto protendido
Concreto pré-moldado
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil
Quote: LIMA, Gabriel Henrique Arruda Tavares de. Análise dinâmica de vigas longas de concreto protendido pré-moldadas durante operações de içamento.2022.101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.552
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.552
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36223
Date of defense: 19-Sep-2022
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil

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