ANÁLISE NÃO LINEAR FÍSICA DE TRELIÇAS PLANAS POR ELEMENTOS FINITOS CONSIDERANDO A MECÂNICA DO DANO

Abstract

Treliça é uma estrutura constituída por elementos lineares que podem estar dispostos em diversos planos - estruturas bidimensionais ou tridimensionais. Usualmente são construídas em madeira ou aço, sendo relativamente leves e indicadas para superar grandes vãos ou suportar carregamentos elevados. Para efeito de projeto, deseja-se conhecer o carregamento último de colapso e sua resposta força aplicada versus deslocamento. Na atualidade, sistemas em treliças de dimensões e complexidade cada vez maiores têm sido usados numa grande variedade de aplicações práticas da engenharia. A capacidade de cobrir grandes vãos e áreas com relações resistência/peso eficientes, frequentemente fazem das estruturas treliçadas as mais econômicas em termos de materiais e custo global. Neste artigo são apresentadas análises numéricas de treliças planas por meio do Método dos Elementos Finitos considerando o efeito da não linearidade física. Um código computacional é desenvolvido, em teoria dos pequenos deslocamentos, para a determinação da trajetória de equilíbrio da estrutura. O sistema de equações não lineares é solucionado com o método incremental e iterativo de Newton - Raphson associado à técnica de continuação Controle de Deslocamento Generalizado. O material é descrito por um modelo constitutivo baseado na Mecânica do Dano Contínuo, com a possibilidade de prever o comportamento diferenciado à tração e à compressão. Os resultados numéricos de problemas de treliças planas obtidos a partir do programa computacional desenvolvido são confrontados com os resultados teóricos ou numéricos disponíveis na literatura. A modelagem proposta apresenta potencialidade na simulação numérica do comportamento estrutural de treliças planas devido a sua reduzida complexidade e baixo custo computacional.