Modelação e análise de estruturas laminares de betão: possibilidades e desafios

• Type: Thesis
• Date: 2004

Authors

Mário Jorge Pimentel (Author) FEUP; Joaquim Figueiras (Technical adviser) FEUP

Scientific classification

CORDIS: Technological sciences > Engineering > Civil engineering > Structural engineering

Associated Institutions

FEUPDEC - Faculdade de Engenharia da U.P. - Departamento de Engenharia Civil

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Resumo (PT): Ainda hoje, na prática corrente de engenharia, não se analisa o comportamento real das estruturas, simulando-se antes estados virtuais de equilíbrio recorrendo à análise linear elástica. Se em estruturas correntes, nomeadamente as estruturas compostas por elementos lineares, a experiência acumulada e o conjunto de disposições regulamentares existentes permite que o processo de dimensionamento seja eficaz e económico, o mesmo não se poderá dizer de outras estruturas cujo comportamento seja menos conhecido, como é o caso das estruturas laminares. O trabalho apresentado nesta dissertação tem como principais objectivos o estudo, a avaliação e a aplicação de modelos de análise não linear de estruturas de betão na previsão do comportamento, em fase de serviço e em estado limite último, de estruturas de betão com comportamento menos corrente. Para este efeito é efectuada uma revisão do estado do conhecimento referente à mecânica não linear do betão estrutural, quando sujeito a cargas estáticas e de curta duração, e aos modelos constitutivos usualmente empregues para reproduzir este comportamento. Posteriormente, são apresentados alguns exemplos de aplicação de modelos de análise não linear na reprodução da resposta e do mecanismo de colapso observado em elementos estruturais testados em laboratório. Com estes exemplos prende-se efectuar uma calibração de parâmetros e procedimentos com vista à análise de estruturas reais, assim como discutir o funcionamento de algumas estruturas laminares. Em seguida, é descrita uma aplicação das técnicas de análise não linear a um caso de interesse prático, ilustrando as suas potencialidades no processo de análise e dimensionamento. Os elementos estruturais analisados são as paredes divisórias que sustentam o nível superior de reservatórios da ETAR de Sobreiras.

Abstract (EN): Even today, in engineering current practice, the structural behaviour is not properly analysed. Virtual states of equilibrium are usually considered using linear elastic analyses. In what frame structures are concerned this design procedure provides safe and economic results since it is strongly based on structural concrete design codes recommendations. Simultaneously there is a great amount of experience among the technical community in detailing this kind of structural elements. However this is not the case for plate and shell structures exhibiting a more complex structural behaviour. The work presented in this thesis aimed the study and application of concrete non-linear finite element analysis (NLFEA) procedures for structural performance assessment either in service or in ultimate state conditions. The state-of-the-art knowledge about concrete mechanical properties under short-term static loads and mild weather conditions is presented in the first part of this thesis. Afterwards several constitutive models usually adopted to model concrete non-linear behaviour are presented and discussed. In order to calibrate and evaluate the numerical models available in a NLFEA software some applications are made and the numerical results obtained are compared with experimental ones. The structural behaviour of the analysed structures is discussed and some insight is gained within the possibilities of NLFEA. Finally a practical case is presented and NLFEA potential is demonstrated in the design process and safety evaluation of a complex pre-stressed concrete structure. The structural elements analysed are the shear beams that support the upper level of a water treatment plant reservoirs.

Language: Portuguese

Type (Professor's evaluation): Scientific

No. of pages: 234