Síntese estrutural e análise modal de pórticos espaciais com diferentes graus de redistribuição de esforços solicitantes

Abstract

Os métodos convencionais de redistribuição de esforços solicitantes envolvem simplificações estabelecidas para vigas continuas e pórticos planos pelas normas vigentes. Geralmente são aplicados métodos iterativos para obtenção da redistribuição em estruturas com vários carregamentos, tornando o emprego da redistribuição trabalhoso. Neste trabalho, faz-se a redistribuição de esforços solicitantes usando um método alternativo aos iterativos, que utiliza uma função convexa de redistribuição como uma combinação linear de duas soluções, uma elástica e outra plástica para a obtenção de soluções redistribuídas condicionadas à solução elástica de forma que atendam aos dois estados limites, de utilização e último. Para tanto, obtêm-se soluções elásticas baseadas no método de rigidez analítico que apresenta matrizes de equilíbrio (L), rigidez (K) e rotação (R) para o elemento desconexo. Duas soluções plásticas são obtidas: a do critério de mínimo peso (regime rígido-plástico) aplicando programação matemática linear (PL) e a da teoria das inversas generalizadas que utiliza uma função de mínima norma euclidiana (regime elástico-plástico). Considera-se a estrutura discretizada em elementos de barra. É feita a análise incremental (regime elasto-plástico) para detectar a ordem de formação das rótulas plásticas, fator de carga de colapso plástico, deslocamentos e compara-se a capacidade de rotação plástica das seções com os critérios estabelecidos nas normas atuais. Acompanhando a formação das rótulas plásticas, faz-se a análise das frequências naturais e modos de vibração para caracterizar o comportamento dinâmico da estrutura projetada. A formulação descrita foi implementada em programas computacionais, e posteriormente são apresentados e discutidos exemplos numéricos mostrando a eficácia da metodologia alternativa proposta.