Análise não linear física e geométrica de pórticos planos de concreto armado: modelagem por elementos finitos de barra

Abstract

Este trabalho tem como objetivo o estudo da análise não linear física e geométrica de pórticos planos de concreto armado. As análises são realizadas por meio do programa ANALEST, que utiliza um modelo não linear em que as estruturas são modeladas por elementos finitos de barra. Cada elemento possui três nós e um total de sete graus de liberdade, sendo o terceiro nó interno com apenas deslocamento axial. A formulação dos elementos baseia-se na teoria de viga de Euler-Bernoulli, na qual a deformação por cisalhamento é desprezada. A não linearidade física é considerada ao longo do elemento e da seção, dividida em lamelas, admitindo-se que cada lamela está sob estado uniaxial de tensões, utilizando-se leis constitutivas não lineares para o concreto e armaduras de aço. A não linearidade geométrica segue a Formulação Lagrangeana Total. São analisados pórticos de 1 a 16 pavimentos, com diferentes características geométricas - altura de pavimento, número de vãos, e diferentes propriedades dos materiais. Inicialmente, são feitos alguns estudos de modelagem para cada pórtico, investigando-se alguns parâmetros, modelos constitutivos e a estabilidade numérica de algoritmos de solução de equações não lineares. O programa ANALEST é em seguida validado comparando-se seus resultados com os de modelos/programas de outros autores. Investiga-se também a influência das não linearidades (física e geométrica), consideradas isoladamente e combinadas, e são traçados mapas de evolução da não linearidade física de cada pórtico. Finalmente o modelo não linear do ANALEST é comparado a um modelo que considera a não linearidade física de forma simplificada, utilizando-se o programa SAP2000. Com base nos resultados dos estudos, são extraídas conclusões acerca do tema e algumas recomendações para trabalhos futuros