00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA CIVIL - CTEC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise probabilística de treliças sob regime não linear físico
Título(s) alternativo(s): Probabilistic analysis of trusses under material nonlinearity
Autor(es): Freitas, Gabriel de Carvalho
Primeiro Orientador: Lima Junior, Eduardo Toledo de
metadata.dc.contributor.referee1: Barbirato, João Carlos Cordeiro
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Luciano Barbosa dos
Resumo: Um dos maiores desafios da Engenharia é a proposição das soluções mais eficientes com o menor custo associado possível. Nesse contexto, a consideração da não linearidade física dos materiais empregados e da presença de incertezas inerentes aos projetos de Engenharia, por meio da simulação da variabilidade dos parâmetros de projeto, torna-se uma opção interessante. Assim, alternativamente ao uso de valores determinísticos provenientes de abordagens semi-probabilísticas, como é o caso da ABNT NBR 8800:2008, a análise fisicamente não linear e confiabilística confere maior robustez aos estudos e à tomada de decisão, diminuindo assim os riscos tanto de elaboração de projetos excessivamente conservadores e custosos quanto de confecção de projetos econômicos, porém inseguros e de performance insatisfatória. Este trabalho tem por objetivo principal a implementação computacional do acoplamento entre modelos mecânico e confiabilístico, para análise do comportamento estrutural de diferentes tipos de treliças planas e espaciais sob regime fisicamente não linear. Para tanto, são implementados computacionalmente e validados numericamente um modelo mecânico baseado no Método da Rigidez Direta (MRD) considerando a não linearidade física do material, e um modelo confiabilístico baseado na Simulação de Monte Carlo (SMC), os quais posteriormente são acoplados, dando origem a um modelo do tipo mecano-fiabilístico. Todos os algoritmos são implementados em linguagem Python. As variáveis aleatórias consideradas incluem a tensão de escoamento do aço, seu módulo de elasticidade, as dimensões da seção transversal das barras e os carregamentos envolvidos. Os estados limites a serem avaliados e, consequentemente, as probabilidades de falha a serem calculadas, referem-se à violação de valores limites de deslocamento e tensão. Os exemplos de validação e aplicação atestam o êxito da implementação proposta, ao passo que subsidiam reflexões a respeito das análises mecânicas desenvolvidas.
Abstract: One of the greatest challenges of Engineering is to propose the most efficient solutions with the lowest possible associated cost. In this context, the consideration of the physical nonlinearity of the materials employed and the presence of uncertainties inherent to Engineering projects, through the simulation of the variability of design parameters, becomes an interesting alternative. Thus, alternatively to the use of deterministic values from semi-probabilistic approaches, such as ABNT NBR 8800:2008, the physically non-linear and reliability-based analysis gives more robustness to the analyses and decision making, thus reducing the risks of both excessively conservative and costly projects and the conception of economic but unsafe projects. This work has as main objective the computational implementation of the coupling between mechanical and reliability models, for analysis of the structural behavior of different types of plane and space trusses under material nonlinearity. For this, a mechanical model based on the Direct Stiffness Method is computationally implemented and verified, considering the physical nonlinearity of the material, and a reliability model based on Monte Carlo Simulation, which are later combined, giving rise to a coupled model. All algorithms are implemented in Python language. The random variables considered include the yield strength of the steel, its modulus of elasticity, the dimensions of the cross section of the bars, and the loads involved. The limit states to be evaluated and, consequently, the probabilities of failure to be calculated, refer to the violation of limit values of displacement and stress. The validation and application examples attest to the success of the proposed implementation, while subsidizing reflections regarding the mechanical analysis performed.
Palavras-chave: Método da rigidez direta
Não linearidade física
Simulação de Monte Carlo
Treliças espaciais
Physical nonlinearity
Direct stiffness method
Monte Carlo simulation
Space trusses
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Civil
Citação: FREITAS, Gabriel de Carvalho. Análise probabilística de treliças sob regime não linear físico. 2022. 37 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/9660
Data do documento: 1-fev-2021
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