Análise estática, modal e dinâmica das etapas construtivas de uma ponte estaiada através do método dos elementos finitos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lazzari, Bruna Manica
• Orientador(a): Campos Filho, Americo, Morsch, Inacio Benvegnu
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Pontes estaiadas (Engenharia); Elementos finitos; Análise estrutural
• Palavras-chave em Inglês: Cable-stayed bridge; Construction stages; Non-linear analysis; Dynamic analysis; Finite element method; ANSYS
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/219161

O estudo de Pontes Estaiadas no Brasil é motivado pela sua crescente utilização no país e por apresentarem comportamento não linear e sensibilidade à sequência construtiva. Neste contexto, esta tese apresenta uma análise estática, modal e dinâmica a partir de um modelo tridimensional em elementos finitos que simula os estágios construtivos da Ponte do Saber, localizada no Rio de Janeiro, utilizando o software ANSYS. O objetivo foi simular uma análise progressiva, comparando o comportamento viscoelástico com fissuração para o concreto com o modelo elástico. Ao final das análises, pode-se notar que a negligência da consideração do comportamento viscoso do concreto provoca estimativas errôneas de forças de protensão nos estais, as quais podem levar a operações de reprotensão indesejáveis. A partir da configuração de equilíbrio das fases críticas de construção, foi incluída a ação do vento em escoamento turbulento atuando sobre o tabuleiro, com os históricos de velocidades gerados através do método do vento sintético de Franco (1993). De forma geral, as diferenças de força de protensão nos estais observadas entre os modelos resultaram em esforços de compressão mais elevados no tabuleiro representado por materiais com comportamento não linear, diminuindo a rigidez e consequentemente as frequências naturais da estrutura. Sendo assim, a consideração do efeito diferido no concreto, altera a resposta dinâmica da ponte em termos de tensões e deslocamentos, sendo importante a sua consideração para a verificação das seções transversais. Observou-se também que alguns estágios da montagem da ponte apresentam situações com maior risco de falha estrutural do que a análise considerando a ponte concluída, sendo essencial a previsão das fases construtivas na etapa de projeto. Por fim, pode-se dizer que a construção do modelo completo da estrutura torna-se fundamental para a correta determinação do plano de estaiamento, distribuição de tensões nos elementos, e resposta aos efeitos dinâmicos, uma vez que os resultados obtidos a partir desta análise se aproximaram dos valores estimados no projeto original e dos trabalhos de referência de Battista (2012), Gomes (2013) e Curi (2015).