TCC - Engenharia Civil (UACSA)
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Item Análise não linear geométrica de pórticos tridimensionais utilizando o método dos elementos finitos(2025-03-20) Barros, Alysson Barbosa de; Fernandes, Felipi Pablo Damasceno; Silva, Jordlly Reydson de Barros; http://lattes.cnpq.br/4382584044561547; http://lattes.cnpq.br/8435729776082963; http://lattes.cnpq.br/5441702704645621Na engenharia estrutural, a obtenção de soluções exatas é frequentemente inviável devido à complexidade nas relações entre materiais, esforços e deformações. Esse desafio decorre da presença de não linearidades associadas às propriedades dos materiais e aos grandes deslocamentos. Diante disso, métodos numéricos e técnicas aproximativas tornam-se essenciais para a análise e previsão do comportamento estrutural. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um programa computacional em Python, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), para a análise não linear geométrica de pórticos tridimensionais. A discretização da estrutura em elementos finitos permite a determinação dos esforços internos, deslocamentos, tensões e deformações, considerando a influência de grandes deslocamentos sob a hipótese de pequenas deformações. A visualização gráfica das deformações e distribuições de esforços é integrada ao programa por meio de bibliotecas do Python, como matplotlib e PyVista, facilitando a interpretação dos resultados e sua aplicação no dimensionamento estrutural. A ferramenta foi validada por meio de comparações com softwares comerciais amplamente utilizados, como Robot Structural Analysis (RSA), ANSYS e Abaqus, demonstrando resultados coerentes e com baixos desvios em relação às soluções de referência. Em particular, os deslocamentos não lineares apresentaram diferenças máximas de aproximadamente 0,11%. Além disso, o programa desenvolvido inclui um módulo de análise de estabilidade estrutural, que demonstrou convergência para soluções teóricas e apresentou um erro inferior a 5% em estruturas mais complexas. Os resultados confirmam a precisão do programa proposto, contribuindo para o desenvolvimento de soluções computacionais eficientes e acessíveis na análise não linear de estruturas, ampliando a compreensão de comportamentos complexos e auxiliando na previsão de falhas estruturais.Item Análise numérica de placas finas via método dos elementos finitos(2024-10-04) Nascimento, Jailson Teixeira do; Fernandes, Felipi Pablo Damasceno; Silva, Jordlly Reydson de Barros; http://lattes.cnpq.br/4382584044561547; http://lattes.cnpq.br/8435729776082963; http://lattes.cnpq.br/3346913870727970Um dos grandes desafios do engenheiro civil em projetos de estruturas de concreto armado, é elaborar um modelo estrutural adequado para a estimar os esforços solicitantes atuantes e, com isso, ter condições de prever o comportamento da estrutura e dimensioná-la para suportar os seus esforços. Em lajes de concreto armado, por exemplo, existem métodos analíticos que podem ser utilizados. Porém, quando se tratam de lajes com geometrias mais gerais, há uma dificuldade de obtenção dos esforços solicitantes de forma precisa. O mesmo se aplica a soluções que levam em consideração o comportamento integrado entre as lajes de um pavimento. Neste trabalho, optou-se pela implementação em python de um elemento de placa utilizado para modelar placas finas baseado na teoria de Kirchhoff que se ajustasse a essa diversidade de geometrias. Com isso, foi implementado um elemento inicialmente aplicado em malhas de elementos retangulares. O elemento foi adaptado para ser usado em malhas de elementos retangulares distorcidos, porém foi verificado que, nesse caso, apresenta uma convergência pior dos resultados com o refinamento da malha. No entanto, mesmo com essa adaptação, o elemento obteve um ótimo desempenho na obtenção dos deslocamentos e esforços solicitantes em lajes analisadas separadamente. Além disso, foi estudado, ainda, o desempenho do elemento em pavimentos de edificações, em que a análise é feita de maneira conjunta. Nesse caso, partiu-se de problemas cujos esforços internos já haviam sido estimados pelo método das tabelas e utilizou-se esses resultados como referência das análises por elementos finitos. Sendo assim, observou-se que os esforços internos e deslocamentos obtidos apresentaram resultados razoáveis, se aproximando dos resultados da literatura, evidenciando-se a viabilidade da ferramenta criada.