Tutoriais

Com o software CSiBridge é possível gerar e editar modelos estruturais de pontes pré-fabricadas em I ou em U, de forma rápida e transparente. Numa primeira fase, com o Wizard desenhado a pensar neste tipo de estruturas, só terá de definir qual a secção pretendida para as vigas e qual o tipo de pré-esforço e seu andamento. O caso exemplificado neste artigo corresponde a uma ponte com vigas em I pré-fabricadas e pré-esforçadas, que serão colocadas in-situ simplesmente apoiadas e só depois será feita a betonagem da laje.

 

O fluxo de operações para gerar um modelo deste tipo será:

 

Modelação dos elementos estruturais Definir tipologia de ponte / secção transversal; Definir andamento do traçado de pré-esforço bem como as suas propriedades e interação com as vigas; Definir relevê;   Definir posição e características dos pilares e encontros bem como as suas ligações ao tabuleiro. Estes elementos poderão também ter uma propriedade geométrica denominada viés, que permite definir...

O CSiBridge permite gerar e editar modelos estruturais de forma rápida e intuitiva graças às ferramentas de parametrização automática. Numa fase inicial basta definir qual a tipologia de ponte, a sua secção transversal, assim como o seu método construtivo. No caso exemplificado neste artigo, trata-se de uma ponte em caixão unicelular pré-esforçado com secção variável ao longo dos vãos, contruída através de avanços sucessivos.

 

O fluxo de operações para gerar um modelo deste tipo será:

 

Modelação dos elementos estruturais Definir tipologia de ponte / secção transversal; Definir método construtivo onde será decidido qual a sequência construtiva das consolas e os seus fechos; Definir os traçados horizontal e vertical; Definir relevê;   Definir posição e características dos pilares e encontros bem como as suas ligações ao tabuleiro; Definir a posição e características dos diafragmas; Definir juntas de dilatação; Definir variações geométricas da secção transversal ao...

Com a ferramenta interna Section Designer, incluída nos programas CSI, é possível definir secções com geometrias complexas aplicáveis a elementos de barra. Para facilitar e acelerar a definição destas secções, existe a possibilidade de importar estas mesmas secções diretamente de um ficheiro DXF.

Seguindo critérios simples na definição das secções em formato DXF, como apresentado na tabela resumo em baixo, é possível fazer a correspondência direta entre os elementos desenhados e as secções a importar.

 

 

 

Alguns exemplos de secções que podem ser facilmente importadas através de ficheiros DXF:

 

Figura 1 - Exemplo de uma secção de um Pilar de uma Ponte.

 

Figura 2 - Exemplo de uma secção tubular metálica com elementos de reforço.

 

Figura 3 - Exemplo de uma secção Mista Aço-Betão.

 

Tabela resumo de correspondências entre entidades dos ficheiros DXF e a respetiva importação nos programas CSI:   Entidade DXF Material

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...

De acordo com a secção 4.3.2 do Eurocódigo 8, os efeitos acidentais da torção devem ser considerados devido à incerteza na localização das massas e na variação espacial do movimento sísmico. No caso de análises de espectro de resposta de modelos 3D, estes efeitos podem ser determinados através da aplicação de cargas estáticas constituídas por conjuntos de momentos torsores aplicados a cada piso.

O software CSI (ETABS e SAP2000) inclui uma abordagem eficiente e prática para o cálculo destes efeitos da torção em análises de espectro de resposta:

O momento torsor de cada piso é calculado a partir da diferença de corte entre pisos adjacentes, multiplicada pela excentricidade acidental ao longo de X e Y, respetivamente. Por sua vez, esta excentricidade acidental é obtida através da multiplicação do rácio de excentricidade pelas dimensões X e Y de cada piso.

Assim, o utilizador apenas necessita de introduzir a seguinte informação para que o programa inclua automaticamente os...

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...

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...

Neste webinar enunciámos e exemplificámos as condições a verificar no dimensionamento sísmico das estruturas sísmicas primária e secundária.

Estrutura sísmica primária

Verificações de ductilidade global Evitar formação de um mecanismo plástico de piso flexível Verificações de ductilidade local Cálculo do esforço transverso pela capacidade real em pilares e vigas Limitação das taxas de armadura em vigas e pilares Limitação do esforço normal reduzido em pilares e paredes Cálculo do comprimento das zonas confinadas em paredes Cálculo de armadura diagonal em vigas de acoplamento de paredes

Estrutura sísmica secundária

Cálculo de esforços nos elementos secundários Verificação de VRD e MRD de elementos secundários Verificação de punçoamento

Neste webinar revisitámos conceitos e aspetos fundamentais da análise dinâmica através de elementos finitos e espectro de resposta, de modo a definir a ação sísmica que será utilizada para dimensionamento da estrutura:

Massas, amortecimento, participação modal, ritz vs eigen e dificuldades com paredes de caves ou edifícios contíguos Definição dos diferentes modelos estruturais a utilizar no cálculo sísmico Definição do modelo estrutural para as cargas gravíticas Determinação da ação sísmica através de análises modais por espectro de resposta Cálculo dos efeitos acidentais da torção Verificação dos efeitos pdelta Verificação de requisitos de limitação de danos

 

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.