Estabilidade e vibração não linear de pórticos em aço usados em galpões industriais: análise paramétrica

AUTOR(ES)
FONTE

Rem: Rev. Esc. Minas

DATA DE PUBLICAÇÃO

30/11/2013

RESUMO

Esse trabalho apresenta um estudo referente à análise da estabilidade e vibração não linear de pórticos de aço planos do tipo galpão. Especial atenção é voltada à influência do pré-carregamento estático nas frequências naturais e nos modos de vibração dessas estruturas. Nesse sentido, foi utilizada uma formulação não linear de elementos finitos de viga-coluna que permite considerar as ligações entre os membros estruturais como semirrígidas. Para resolver o problema de equilíbrio estático não linear, um processo incremental e iterativo do tipo Newton acoplado ao método do comprimento de arco é adotado. Uma vez obtida convergência em cada passo de carga, emprega-se o método de Jacobi, para se determinarem as frequências naturais e os modos de vibração da estrutura pré-carregada. Todo o processo de solução não linear adotado é detalhado em um algoritmo. A influência de um parâmetro geométrico (altura da tesoura) e outro físico (rigidez dos apoios) no comportamento do pórtico tipo galpão é destacada nas análises. Objetiva-se, assim, obter uma melhor compreensão de alguns fenômenos de instabilidade e sensibilidade estrutural e mostrar a importância desses parâmetros e do pré-carregamento estático na flambagem e na vibração dessa estrutura de grande aplicação prática.This paper presents a study on the stability and nonlinear vibration analysis of planar pitched-roof frames. Special attention is dedicated to the influence of static preloading in natural frequencies and vibration modes of these structures. For this, used was a nonlinear beam-column element formulation that considers connection flexibility between the structural members. The global nonlinear static equilibrium problem is solved using an incremental-iterative procedure, where in each load increment, the Newton-type iteration scheme is coupled to an arc-length strategy. At convergence in each load step, the Jacobi method determines the natural frequencies and vibration modes of the preloaded structure. The complete nonlinear solution strategy adopted is detailed in an algorithm. The influence of a geometric parameter (scissors' height) and other physical (support's stiffness) in the pitched-roof frame behavior is highlighted in the analysis. The goal is thus to have a better understanding of some instability phenomena and structural sensitivity, and to show the importance of these parameters and static preloading on the buckling and vibration of these frames, which have great practical application.

ASSUNTO(S)

engineering

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