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O ETABS e o SAFE permitem realizar análises não-lineares tendo em conta os efeitos da fendilhação, fluência e retração em lajes e vigas de betão armado.

Com este recurso, é possível obter de forma simples e rápida, flechas a longo prazo, que muitas vezes são calculadas com recurso a fatores de majoração empíricos e difíceis de justificar.

O principal objetivo deste artigo, é demonstrar que é possível justificar a redução de flechas a longo prazo, recorrendo-se ao reforço das armaduras passivas. Ao aumentar a área de armadura de compressão, reduz-se a profundidade da linha neutra e a compressão no betão, atenuando-se assim o efeito da fluência. Por outro lado, o aumento das armaduras de tração tem o efeito de reduzir a tensão nas armaduras de tração e consequentemente a extensão e a abertura das fendas. 

O processo de cálculo de lajes e vigas fendilhadas, pode ser resumido da seguinte forma:

Cálculo dos momentos elásticos nos elementos finitos; Cálculo das armaduras...
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As possibilidades de análises dinâmicas com os programas CSI são muito abrangentes. Exemplo disso é a capacidade de analisar os efeitos da colisão entre duas massas ou estruturas.

Para isso, basta criar um elemento ou uma massa que se desloque a uma determinada velocidade. Em seguida define-se as posições inicial e final (de colisão), cuja relação será simulada através de um link do tipo GAP que, ao esgotar o limite definido para a sua abertura, gera uma colisão entre os dois objetos, ou seja, gera-se uma transferência de energia cinética.

Em seguida apresentam-se os passos a seguir para uma análise deste tipo:

Calcular a força que se pretende aplicar durante um período de “x” segundos para que o objeto atinja uma velocidade “y” m/s numa distância “z”; Desenhar um nó ou um conjunto de nós a uma certa distância da estrutura; Atribuir ao nó a massa do objeto que irá colidir com a estrutura; Desenhar um link do tipo GAP que conecte o nó à zona de impacto e definir uma abertura...
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A análise de colapso dinâmico pode ser utilizada para modelar o colapso progressivo, em que um ou mais elementos estruturais são removidos num curto espaço de tempo, e os efeitos dinâmicos desta remoção são avaliados. Esta análise é utilizada para verificar a capacidade dos elementos estruturais que envolvem o(s) elementos(s) removido(s) e para avaliar a redundância da estrutura e a sua capacidade de redistribuição.

Uma operação de remoção consiste em remover um ou vários elementos num determinado instante com uma determinada duração.

No tempo de remoção especificado, o objeto será removido do modelo e substituído por forças nodais do objeto removido. Estas forças simulam a presença do objeto removido e são reduzidas a zero ao longo da duração especificada.

Um nó será automaticamente removido quando todos os outros objetos a ele ligados forem removidos. É possível remover explicitamente um nó, pois só assim será possível remover molas, massas e cargas, mas o nó permanecerá até...

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O comportamento elasto-plástico de pós-encurvadura pode ser modelado com o software CSI, seguindo as seguintes linhas gerais:

Discretizar o modelo em elementos suficientemente pequenos para capturar a não-linearidade geométrica. Normalmente são necessários entre quatro a oito elementos de barra ou Shell por vão. Definir cuidadosamente as condições de fronteira da estrutura a modelar. Definir imperfeições geométricas que podem ser importantes para iniciar a solução correspondente ao modo de encurvadura desejado, especialmente no caso de estruturas simétricas. Definir um load case de Buckling com o carregamento a estudar. Consultar os resultados para identificar o modo de encurvadura relevante. Converter a configuração deformada desse modo de encurvadura numa imperfeição geométrica, utilizando a opção “Analyze>Modify Undeformed Geometry”. Definir uma análise não-linear estática do tipo P-Delta plus Large Displacements, aplicando o carregamento a estudar e...
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Matematicamente, a análise estática não-linear nem sempre garante uma solução única para modelos com determinadas características. No entanto, os efeitos de inércia na análise dinâmica e no mundo real limitam o caminho que a estrutura pode seguir. Mas isso não é verdade para as análises estáticas, particularmente em casos de instabilidade ​​onde a resistência é perdida devido à não-linearidade geométrica e/ou material. Nestes casos, torna-se necessário alterar o tipo de análise para time-history por integração direta e aplicar as cargas de forma quasi-estática (muito lentamente).

 

A abordagem explicada acima pode ser aplicada a modelos SAP2000 (ou CSiBridge) da seguinte forma:

Defina uma função time-history de rampa com 20 segundos que aumentará a carga até ao seu valor total durante um período de 10 segundos e, em seguida, a manterá constante por um período adicional de 10 segundos. Faça uma cópia de seu load case estático não-linear e altere-o para time-history...
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As análises de buckling lineares prevêem a resistência teórica à encurvadura de uma estrutura com comportamento elástico linear. Os valores próprios são calculados para a configuração estrutural não deformada, considerando as condições de fronteira e um conjunto especificado de cargas. A análise de buckling linear produz um conjunto de coeficientes (“buckling factors”). O carregamento multiplicado por estes coeficientes conduz à inestabilidade elástica da estrutura.

Numa estrutura real, as imperfeições e o comportamento não-linear impedem que o sistema atinja essa resistência teórica à encurvadura, pelo que normalmente as análises lineares de buckling sobrestimam os valores críticos das cargas associadas à instabilidade da estrutura. Portanto, para prever a carga de colapso “real”, recomendamos o recurso a análises não-lineares de encurvadura.

Durante uma análise não-linear de encurvadura, a carga é aplicada de forma incremental até que uma pequena alteração no nível de carga...

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Exercício 23 do curso SAP2000 Avançado.

Estude o comportamento do mastro de um barco à vela, depois de ter sido afinado para um estado ótimo inicial.

Utilize os slides e modelos em anexo para resolver o seguinte problema:

Modele uma estrutura que só atinja uma configuração estável após ser tensionada e fletida por cabos de aço. Modele todo o processo de tensionamento dos cabos de aço e de variação do comprimento dos vaus. Aplique incrementalmente cargas externas até instabilizar a estrutura. Analise o comportamento pós-encurvadura.

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