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 das Estruturas 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:

• Estabilidade Dinâmica Não Linear de Elementos Estruturais;
• Estudos, desenvolvimento e aplicações em otimização de topologia contínua e discreta;
• Modelagem computacional de estruturas de concreto e mistas aço-concreto;
• Oscilações não lineares de cascas e painéis cilíndricos: determinação de modelos de baixa dimensão;
• Vibrações e instabilidade de sistemas viscoelásticos;
• Vibrações e instabilidade dinâmica de sistemas mecânicos;
• Vibrações não lineares, amortecimento, controle e interação fluido-estrutura em sistemas estruturais.

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

a. Análise não-linear (geométrica) de estruturas

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)

Estudo 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.

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.




e. Análise experimental de estruturas

Esquema 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.