Contribuição a analise não-linear geometrica de porticos planos

Abstract

O dimensionamento de estruturas de edificios altos, com predominância de carregamentos verticais, é, na maioria dos casos, feito através de análise simplificada, isolando vigas e pilares ou pela análise linear dos esforços resistentes dos pórticos planos constituintes. Ou seja, apenas elementos de barras estão presentes. A proposta desta dissertação está em atualizar a análise de pórticos planos para edificios e outras estruturas, incorporando o comportamento não-linear da geometria das estruturas. Um relato dos métodos disponíveis na bibliografia especializada é apresentado para situar o universo já desenvolvido sobre o assunto. Dois métodos foram destacados, o método P- e da Matriz de rigidez geométrica. No primeiro, foi adicionada análise de duas particularidades, com a inclusão apenas nas barras verticais e com a inclusão de barras verticais, horizontais e inclinadas. No método da matriz de rigidez geométrica, esta foi considerada em sua forma plena e com alguma simplificação. Os métodos destacados foram definidos e diversos exemplos numéricos são apresentados. Os tempos de resolução computacional foram considerados. Como resultados, temos a descrição de situações em que os métodos demonstram eficiência comprovada, dentro de um tempo de resolução. Um conjunto de anexos traz as listagens das rotinas utilizadas na análise não-linear geométrica e alguns métodos de resolução de sistemas de equações lineares. Abstract : The design of high building structures whith a predominante of vertical loading is, commonly performed by a simplified analysis, either by considering separetely beams and columms or by a plane frame linear analysis. Therefore only bar elements are considered in the model. The dissertation intends to improve the plane frame analysis of buildings, including the geometrical non-linear effects. A survey of the most used methods available in the literature is presentes initially in order to give a general idea of the subject. Emphasys was given on two main methods: P- method and the geometric stiffness matrix method. Two approaches were considered for the P- method: the first one includes the nonlinear effects on the vertical bars only, whereas in the second one, these effeets are included on the vertical, horizontal and inclined bars. For the geometric stiffness matrix method the complete and simplified formulation were considered. These methods were implemented in a plane frame analysis program and several numerical examples were presentes The processind time of the analyses were taken into account in order to compare the efficiency of the methods. The results of the analysis have shown that the described methods are very efficient for geometric non linear analysis of conventional structures. In some cases, the subdivision of the bars was necessary for improving the numerical results. A list of routines utilized in, are enclosed at the end of the work and some methods for solution of linear equation systems.