Avaliação não-linear dos esforços internos em conóides cilíndricos
Em arquiteturas da atualidade, percebe-se uma abordagem moderna demandando tendências de soluções estruturais complexas no design estrutural e o conóide é uma forma geométrica simples que confere requisitos de beleza e sofisticação a diversas edificações deste contexto. A obtenção dos esforços solicitantes para o dimensionamento de uma estrutura em concreto com esta forma geométrica não é tão simples e exige conhecimentos avançados. Objetivando-se a avaliação do caminho não linear dos esforços de membrana e de momentos, este trabalho apresenta uma investigação numérica estática não linear, via método dos elementos finitos (MEF), de cascas conoidais de geometria cilíndrica, submetida ao carregamento transversal uniformemente distribuído aplicado incrementalmente ao longo da sua superfície. Com este trabalho ilustra-se a importância da análise não linear ao identificar como as posições dos esforços máximos, cruciais para o dimensionamento estrutural, modificam-se ao longo da incrementação de carga. Comparando-se os esforços de flexão de duas geometrias diferentes observa-se a influência de diferentes modos de vibração na trajetória da topologia, com prevalência de momentos fletores positivos no centro, negativos nas extremidades e, com relação aos esforços de torção, sua concentração máxima prevalece perto das bordas curvas. Observam-se no início da trajetória do conóide de duas bordas curvas que as máximas regiões comprimidas não estão próximas às bordas retas, como no conóide de apenas uma borda curva. Além disso, é importante destacar a ocorrência de picos de esforços cisalhantes nas bordas curvas, pois nas demais localidades da casca os esforços cisalhantes tem menor intensidade.
Avaliação não-linear dos esforços internos em conóides cilíndricos
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Palavras-chave: Análise não linear, Casca conoidal cilíndrica, Esforços solicitantes, Método dos elementos finitos.
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Keywords: Nonlinear analysis, Cylindrical conoidal shell, Requesting effort, Finite element method.
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Abstract:
In present architectures, a modern approach to architectures is perceived demanding trends of complex structural solutions design and the conoid is a simple geometric form that gives beauty and sophistication requirements to various buildings in this context. Obtaining the requisite efforts for sizing a concrete structure with this geometric shape is not so simple and requires advanced knowledge. Aiming to evaluate the nonlinear path of the moments and membrane stresses, this work presents a nonlinear static numerical investigation, via the finite element method (MEF), of cylindrical conoidal shells, subjected to uniformly distributed transverse loading incrementally applied along of its surface. This work illustrates the importance of nonlinear analysis to identify how the maximum stress positions, crucial for structural design, change along the load increment. Comparing the bending forces of two different geometries, one can observe the influence of different modes of vibration on the path of the topology, with prevalence of positive bending moments in the center, negative in the extremities and, in relation to the torsional efforts, its maximum concentration prevails near the Curved edges. It is observed at the beginning of the two curved edge conoid trajectory that the maximum compressed regions are not close to the straight edges, as in the single curved edge conoid. In addition, it is important to highlight the occurrence of shear stress peaks at the curved edges, since in the other locations of the shell the shear stress is less intense.
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Número de páginas: 15
- danielly luz araujo de morais
