Influência de falhas locais na resposta pós-crítica de estruturas treliçadas

Abstract

Este trabalho compreende o estudo da estabilidade do equilíbrio de treliças. Para tanto, foi necessária a utilização de métodos de análise não-linear, que são um valioso instrumento na avaliação da capacidade de carga residual de estruturas danificadas e na interpretação do colapso. Foi utilizada a Formulação padrão da descrição Lagrangeana Total para descrever as equações de movimento para um elemento de barra capaz de retratar as relações não-lineares entre solicitações e deslocamentos. Para estudo da influência de falhas locais no comportamento global da estrutura, considerou-se, num primeiro caso, a presença de deformações inelásticas e desenvolveu-se um modelo de plasticidade unidimensional. Outro caso de falha local considerado foi a flambagem do elemento. Neste último, apresentou-se uma estratégia inovadora por utilizar uma análise incremental iterativa para simular a flambagem do elemento através do modelo de dano, introduzindo, diferente dos modelos empíricos utilizados até o momento, um módulo de elasticidade algorítmico. Isso, associado ao método de Newton-Raphson, possibilitou a obtenção de convergência quadrática para a análise. A discretização da equação de equilíbrio incremental, através do método dos elementos finitos, conduz a um sistema de equações algébricas não-lineares. O método para solução desse sistema utilizado nesta dissertação inclui funções de prova para detecção e classificação de pontos críticos, que tomam possível o avanço da análise. Foi desenvolvido um programa computacional em linguagem FORTRAN, para análise elástica, análise plástica e análise considerando a flambagem dos membros. No final deste trabalho são apresentadas aplicações solucionadas através do programa computacional desenvolvido, a partir das quais são feitas considerações a respeito do desempenho e eficiência dos critérios empregados.