Análise numérica das etapas construtivas de pontes em estruturas mistas através do método dos elementos finitos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Miranda, Marcela Palhares
• Orientador(a): Morsch, Inacio Benvegnu
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Estruturas mistas (Engenharia); Pontes (Engenharia); Análise estrutural; Elementos finitos
• Palavras-chave em Inglês: Numerical simulation; Steel-concrete composite bridge; Construction stage; Ghost structures
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/253020

Durante o processo construtivo das estruturas, podem ocorrer modificações significativas associadas à geometria e às condições de contorno. Como consequência, estas condições são capazes de influenciar na distribuição de forças internas ao longo das seções, afetando deslocamentos e demais respostas estruturais, não somente ao longo da fase de execução, mas também durante a vida útil de serviço. Além disso, a frequência de acidentes e colapsos estruturais durante as fases construtivas reforçam a necessidade em se conhecer melhor o comportamento estrutural durante a execução. As soluções que empregam as estruturas mistas de aço e concreto merecem ainda mais atenção devido às particularidades associadas ao comportamento de cada material que compõe a seção transversal mista. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um código computacional capaz de analisar pontes ao longo do faseamento construtivo considerando os efeitos diferidos decorrentes da fluência e retração do concreto, bem como devido à relaxação do aço de protensão. Sendo assim, o programa chamado VIMIS, desenvolvido no PPGEC/UFRGS e utilizado para avaliar vigas mistas considerando carregamentos de curta e longa duração, foi modificado para incluir a técnica de faseamento chamada Estruturas Fantasmas (Ghost Structures). Além disso, também foi incorporado ao programa um modelo viscoelástico mais robusto para avaliação da fluência do concreto. As alterações no código foram validadas a partir de uma série de exemplos envolvendo variações das condições de contorno das estruturas e os efeitos diferidos. Duas aplicações reais são apresentadas a partir da análise de uma ponte de concreto protendido com seção caixão e um estudo de caso sobre a ponte mista Caynarachi construída no Peru. Os resultados foram avaliados em relação aos deslocamentos verticais e as tensões normais, para os quais foi verificado a importante influência dos efeitos diferidos do concreto. Por fim, a ponte Caynarachi foi descontruída a fim de avaliar a influência de algumas variáveis associadas à estrutura, sequência de concretagem e condições de contorno. Os resultados indicaram a consistência entre o modelo numérico e as determinações da norma ASSTHO empregada para o desenvolvimento do projeto real.