SIMULAÇÃO E AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DE ESTRUTURAS GEODÉSICAS DE BAMBU COM CABOS
O principal objetivo deste trabalho é analisar o comportamento de estruturas geodésicas construídas com barras cilíndricas de bambu reforçadas com cabos de nylon por meio de ensaio de carregamento e simulação computacional. Foram modeladas cúpulas geodésicas com forma de um meio icosaedro truncado, construídas com barras comerciais de bambu Phyllostachys pubescens, maciças, com 4 mm de diâmetro e 175 mm de comprimento. O software ANSYS foi usado para modelar e simular a estrutura da geodésica sob ação de carregamentos verticais, com reforço de cabos e também para simular a ação do vento sobre a área superficial da geodésica. No protótipo da geodésica com cabos amarrados, foram feitos carregamentos e para cada carga foi medido o deslocamento vertical médio do plano superior da geodésica, em relação ao plano da base. O modelo computacional foi simulado com os mesmos carregamentos e, então, foram feitas comparações entre os resultados numéricos e os experimentais. Os resultados mostram que a geodésica reforçada com cabos resistiu comparativamente o dobro de carga final, com apenas 40% da deflexão apresentada pela estrutura geodésica sem cabos amarrados, mostrando a efetividade do uso dos cabos como reforço. Tal comportamento havia sido previsto pela simulação numérica. Após realizar os ensaios de carregamento e executar a simulação computacional, foi possível localizar as regiões com as maiores tensões e identificar os possíveis pontos de ruptura da estrutura. Neste trabalho também foi simulado o comportamento da estrutura geodésica revestida por uma casca, sob a ação do vento com velocidade de 20 m/s, mostrando a distribuição da pressão dinâmica exercida sobre a estrutura.
SIMULAÇÃO E AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DE ESTRUTURAS GEODÉSICAS DE BAMBU COM CABOS
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DOI: 10.22533/at.ed.08520300918
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Palavras-chave: Estruturas geodésicas; Barras de bambu; Reforço com cabos; Métodos de Elementos Finitos (MEF)
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Keywords: Geodesic structures; Bamboo bars; Cable reinforcement; Finite elements methods (FEM)
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Abstract:
The main objective of this work is to analyze the behavior of geodesic structures built with cylindrical bamboo bars reinforced with nylon cables by means of loading tests and computer simulation. Geodesic domes were modeled in the shape of a half truncated icosahedron and was built with solid commercial bamboo bars Phyllostachys pubescens, with 4 mm in diameter and 175 mm in length. The ANSYS software was used to model and simulate the geodesic structure under the action of vertical loads, with reinforcement of cables and also to simulate the action of the wind on the geodesic surface area.In the geodesic prototype with tied cables, loads were made and for each load the average vertical displacement of the geodesic's upper plane, in relation to the base plane, was measured. The computational model was simulated with the same chargers and, afterwards, comparisons were made between the numerical results and the experiments results. The tests show that the geodesic reinforced with cables resisted comparatively the double the final vertical load, with only 40% deflection regarding the geodesic structure without reinforcement, showing the effectiveness of using nylon cables as tied reinforcement. Such behavior was predicted by numerical simulation. After carrying out the loading tests and running a computational simulation, it was possible to locate the regions with the highest stresses and to identify the possible break points of the structure.In this work it was also simulated or the behavior of the geodesic structure covered by a peel, under a wind action with speed of 20 m/s, showing the distribution of the pressure exerted by the flow of a structure.
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Número de páginas: 20
- Gustavo Correa de Castro
- Joamilton Stahlschmidt
- Gabriel Ostapiv
- Fabiano Ostapiv
