Análise mecânica e probabilística de estruturas treliçadas sujeitas ao colapso progressivo

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Felipe, Túlio Raunyr Cândido
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Colapso progressivo; Confiabilidade estrutural; Dano dúctil; Ductile damage; Estruturas treliçadas; Geometric nonlinearity; MEF Posicional; Não linearidade física; Não linearidade geométrica; Physical nonlinearity; Positional FEM; Progressive collapse; Structural reliability; Truss structures
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26112019-125059/

Neste trabalho, um abrangente modelo de dano dúctil é deduzido para a análise não linear estática e dinâmica de estruturas treliçadas. O modelo é acoplado a uma formulação em Elementos Finitos Posicional (MEF Posicional) usando a medida de deformação logarítmica para lidar com grandes deslocamentos e grandes deformações. Ademais, a formulação proposta é combinada à confiabilidade estrutural para avaliar os caminhos de falha das estruturas treliçadas sujeitas ao colapso progressivo. Tal modelo captura a degradação mecânica em termos de variação de porosidade devido ao crescimento e coalescência de microcavidades e microfissuras no material. Usando o modelo proposto, a evolução da degradação mecânica cresce continuamente até que seja alcançado o dano crítico do material, conforme a pressuposição apontada pela comunidade científica. Isso implica que, em aplicações numéricas, a utilização do modelo proposto não acarreta instabilidade numérica na matriz Hessiana, uma vez que o módulo tangente vai tender ao valor obtido via curva experimental, diferentemente dos modelos apresentados na literatura, os quais conduzem a valores de módulo tangente que tendem a zero. A formulação proposta fornece um excelente ajuste para curvas de tensão vs: deformação de onze materiais diferentes, registrando o endurecimento, o amolecimento e a falha do material. Nas aplicações ao concreto, o modelo proposto resulta em uma melhor aproximação para os resultados experimentais em comparação com modelos da literatura. Por fim, a formulação proposta apresenta boa convergência dos resultados para a análise da trajetória de equilíbrio de estruturas treliçadas sob colapso progressivo considerando a não linearidade física e geométrica.