Análises Inelásticas de Estruturas de Aςo com Elemento Finito de Pórtico Laminado Não Linear

Abstract

Neste artigo são apresentadas análises inelásticas de estruturas de aço aporticadas, com o emprego de elemento finito de pórtico laminado de formulação não linear geometricamente exata com base na posição dos nós dos elementos finitos, ao invés de deslocamentos. Tal elemento finito permite considerar seção transversal qualquer com material não homogêneo e sua representação geral é tridimensional. O mapeamento do contínuo se faz por meio de vetores generalizados não restritos, isto é, vetores não unitários que não mantém a ortogonalidade entre si após a mudança de configuração de um corpo, diferentemente das formulações clássicas. Além disso, são considerados na hipótese cinemática básica modos de empenamento e deformação com variação na direção transversal. Um esquema que gera automaticamente as funções de forma e suas derivadas permite o uso de qualquer grau de aproximação para o referido elemento. Adota-se uma lei constitutiva tridimensional completa e cinemática de Reissner e, portanto, as simulações com esse elemento consideram o efeito combinado das tensões normais e cisalhantes para verificação dos critérios tridimensionais de resistência na plasticidade. São apresentadas análises de casos clássicos presentes na literatura para validar os resultados obtidos com o elemento finito de pórtico não linear. Tais análises incluem a consideração de imperfeições geométricas iniciais e tensões residuais, indispensáveis no contexto das análises avançadas de estruturas de aço. Os resultados obtidos comprovam a eficácia do elemento finito de pórtico laminado não linear e sua formulação quando aplicado em análises inelásticas de estruturas de aço aporticadas.