Linhas e Projetos - Estruturas

A área de concentração "Estruturas" engloba as atividades de ensino e pesquisa dentro da especialidades de Mecânica Aplicada e Computacional. A área conta hoje com uma linha de pesquisa única nesta especialidade.

MECÂNICA DAS ESTRUTURAS APLICADA E COMPUTACIONAL
A linha de pesquisa em Mecânica Aplicada e Computacional abrange pesquisas relacionadas aos comportamentos de sistemas estruturais submetidos a ações estáticas ou dinâmicas nos campos numérico e experimental. As pesquisas têm por objetivo estudar os comportamentos linear ou não-linear (geométrico ou físico) dos sistemas estruturais, a interação fluido-estrutura devida ao contato com fluidos estáticos ou em escoamento, o comportamento estrutural de estruturas pré-moldadas através de modelagem numérica e em ensaios de laboratório, a aleatoriedade das respostas dos sistemas e a obtenção da topologia das estruturas por meio de técnicas de otimização.

Projetos atuais:

  • Acoplamento, interação modal e modelos de baixa dimensão para análise não-linear dinâmica de sistemas contínuos esbeltos
  • Análise de consolos de concreto armado monolítico e moldados em duas etapas            
  • Análise dinâmica, vibração e estabilidade de elementos estruturais       
  • Análise do comportamento de lajes alveolares 
  • Análise estrutural: ensaio de flexão em vigas metálicas 
  • Análise numérica-experimental de estruturas de concreto com fibras: modelagem à dano e plasticidade             
  • Desenvolvimento de técnicas de otimização de topologia aplicada ao projeto de estruturas e componentes      
  • Dinâmica não linear e estocástica de sistemas mecânicos contínuos ou discretos             
  • Estudo das não linearidades física e geométrica na vibração de membranas elastoméricas         
  • Estudo do comportamento micromecânico de materiais dúcteis porosos levando-se em conta os processos de fraturamento e plasticidade      
  • Estudo sobre o comportamento mecânico do concreto utilizando uma abordagem multi-escala
  • Interação fluido-estrutura, controle e instabilidade de sistemas mecânicos         
  • Ligações para estruturas pré-moldadas de concreto e para estruturas mistas aço-concreto
  • Otimização e análise de confiabilidade de estruturas em aço e concreto              
  • Resistência de lajes alveolares protendidas em situação de incêndio      

 

A seguir, são apresentados alguns exemplos de modelagens realizadas nesta linha de pesquisa. 

a. Análise não-linear (geométrica) de estruturas
Lee Perfeito Estaiado.gif
Pórtico de Lee modelado com MEF

Análise não-linear geométrica considerando grandes deslocamentos de pórticos planos estaiados submetidos a cargas estáticas e dinâmicas.









b. Dinâmica não-linear

Fenômenos de instabilidade dinâmica de cascas cilíndricas (bacias de atração e diagramas de bifurcação)

Bifurcacao


TanqueEstudo da interação fluido-estrutura de um tanque cilíndrico utilizando MEF














Comportamento de cascas cilíndricas usando soluções analíticas e MEF



c. Controle de vibração em edifícios
Na figura observa-se a reposta de um edifício de 16 andares submetido a cargas dinâmicas. A resposta em cor azul representa o edifício vibrando sem adição de um mecanismo de controle e em cor vermelha o mesmo edifício vibrando com a adição de um mecanismo de controle.

Vibracao modo 1Vibracao modo 2 



d. Modelagem de estruturas de concreto armado

Modelagem computacional de lajes alveolares em concreto protendido no programa DIANA®. Na figura da esquerda é mostrada uma perspectiva da malha de elementos finitos. Já na figura da direita é mostrada a malha de elementos finitos da seção transversal.

Modelagem de estruturas


e. Análise experimental de estruturas


Laje alveolarEsquema de ensaio para determinação da força cortante resistente de laje alveolar em concreto protendido. Ensaio realizado na fábrica da empresa Mold – Estruturas pré-fabricadas.













Ensaio de cisalhamento direto para determinação da resistência de ligação entre elementos em concreto pré-moldado. Ensaio realizado no laboratório de concreto do Departamento de Apoio e Controle Técnico de Eletrobras Furnas.
Ligacao de elementos