Defesas marcadas - Dissertações defendidas - Teses defendidas

O presente trabalho apresenta a modelagem numérica de uma ponte rodoferroviária sobre o rio Tocantins com extensão total de 2344 m. A superestrutura é dividida em cinco trechos em vigas contínuas constituídas por um caixão metálico solidarizado a um tabuleiro de concreto protendido na região dos apoios. Cada trecho típico possui dez vãos de 55 m, exceto o trecho central, com dois vãos de 44 m e um vão de 77 m com arco superior atirantado. Os trechos podem ser considerados de forma independente devido a presença de juntas entre eles. O emprego simultâneo da tecnologia construtiva de estruturas mistas com concreto protendido não é usual e, neste caso, a protensão na região dos apoios tem como um de seus objetivos reduzir a fissuração e, consequentemente, evitar a infiltração de água no caixão misto. Ressaltase que a perda de protensão ao longo do tempo pode resultar na perda da estanqueidade desse elemento estrutural podendo acelerar assim os processos de degradação. Por se tratar de um sistema estrutural particular, seu comportamento ainda carece de descrição na literatura, enquanto modelos simplificados de cálculo podem ser muitas vezes insuficientes. Neste trabalho, é apresentada uma metodologia numérica para análise desta ponte, utilizando o Método dos Elementos Finitos, implementado através do software ANSYS Mechanical APDL. Para a simulação da ponte, um dos trechos foi modelado. No intuito de reduzir o custo computacional, uma parte correspondente a um vão e meio na região do apoio foi modelada em elementos de casca, enquanto o restante foi representado por elementos de barra equivalentes, realizando-se uma compatibilização entre esses trechos por meio de elementos rígidos. Resultados de extensometria foram comparados à resposta numérica e indicaram que o modelo proposto é capaz de reproduzir bem o comportamento da estrutura, possibilitando assim verificações de estados limites últimos e de serviço bem como a necessidade de implementação de reforços, se necessário.

Esta dissertação propõe investigar a influência da consideração das etapas construtivas na análise de edifícios altos de concreto armado, avaliando estratégias ditas convencionais, que não levam em consideração as etapas construtivas, e estratégias que as consideram de forma aproximada, incluindo modelo interpretado como de referência, conhecido como efeito incremental. Atualmente, com a evolução dos programas de análise e dimensionamento de estruturas, observa-se uma mudança no cálculo estrutural, substituindo modelos convencionais por aqueles que descrevem a sequência natural de carregamento e construção. Uma vez que a estrutura é submetida a esforços solicitantes à medida em que é construída, é aconselhável que os engenheiros calculistas considerem o carregamento sendo aplicado de maneira progressiva, bem como a evolução das propriedades mecânicas dos materiais ao longo do tempo. O método convencional, ao considerar a ação de todos os carregamentos na estrutura finalizada e o módulo de elasticidade do concreto aos 28 dias, não reflete a realidade das construções. Fundamentalmente, a distinção principal entre as estratégias de análise, no que diz respeito às etapas construtivas, está na maneira como são tratados os deslocamentos ao longo da altura da edificação. No modelo convencional, como os carregamentos são aplicados em uma única etapa, os deslocamentos acontecem de forma simultânea e acumulativa. Por outro lado, na análise incremental, as cargas que atuam em um determinado piso não geram deslocamentos, ou consequentes esforços, em um andar superior ainda não construído. A não consideração das etapas construtivas pode falsear a distribuição de esforços e não retratar o comportamento estrutural real, podendo implicar, inclusive, em dimensionamento inadequado e consequente manifestações patológicas e/ou colapso da estrutura. Neste contexto, pretende-se, aqui, realizar um estudo comparativo entre os métodos de análise estrutural convencional, majorador de rigidez axial, aqui chamado de método aproximado, e incremental, buscando compreender as principais diferenças em termos de esforços solicitantes e dimensionamento de edifícios. Para isso, são utilizados softwares para modelagem, análise e cálculo estrutural que permitam a simulação destas estratégias.

Este trabalho apresenta uma formulação adaptada da Técnica do Meio Contínuo para a Teoria de Flexão em painéis de contraventamento que representam os edifícios. As formulações são aplicadas em modelos isolados e associados para demonstrar o comportamento da estrutura. O comportamento de interesse são os deslocamentos horizontais e oportunamente os esforços ao longo da altura da edificação. A metodologia se baseia na utilização das funções de descontinuidade, obtidas da biblioteca SymPy do Python, para resolver equações analíticas que descrevem o comportamento estrutural de painéis de contraventamento do tipo pórtico e de sua associação com painéis parede, utilizando o modelo contínuo. Uma biblioteca complementar em Python, chamada SymBeam, é utilizada para converter as funções de Macaulay, geradas pelo SymPy, em expressões no formato polinomial. A utilização da representação polinomial das equações é justificada pela sua significativa simplificação em comparação com as funções de descontinuidade. O objetivo é apresentar uma nova metodologia para a análise de edifícios de múltiplos andares sujeitos ao carregamento lateral utilizando um modelo contínuo adaptado. Os resultados analíticos são comparados entre si e aos obtidos pelo processo discreto.