Título: ANÁLISE COMPUTACIONAL PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS DE UMA PONTE DE CONCRETO ARMADO

Título alternativo: COMPUTACIONAL ANALYSIS BY THE FINITE ELEMENT METHOD OF A REINFORCED CONCRETE BRIDGE

Autoria de: Joao Pedro Pereira

Orientação de: Wisner Coimbra de Paula

Presidente da banca: Wisner Coimbra de Paula

Primeiro membro da banca: Igor José Mendes Lemes

Segundo membro da banca: Rafael Santos de Moraes

Palavras-chaves: ANSYS, ANALOGIA DE GRELHA, CARGAS PERMANENTES, CARGAS MÓVEIS, APDL

Data da defesa: 14/07/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-1

Data da versão final: 25/07/2023

Data da publicação: 25/07/2023

Referência: Pereira, J. P. ANÁLISE COMPUTACIONAL PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS DE UMA PONTE DE CONCRETO ARMADO. 2023. 37 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: Desde os primórdios, sempre houve o desafio das pessoas superarem obstáculos geográficos para sua locomoção, como rios, sendo necessária a construção de pontes. Com a evolução da tecnologia, a resolução de problemas de Engenharia tem se tornado cada vez mais fácil, utilizando-se de vários métodos numéricos, tal como o Método de Elementos Finitos (MEF). Ele torna possível modelar estruturas de geometrias complexas e encontrar os respectivos esforços ocorrentes nela. O objetivo deste trabalho foi a análise estrutural de uma ponte de concreto armado, baseada no livro de MARCHETTI (2008), a qual possui duas longarinas, cinco transversinas e lajes. A análise foi feita em um software ANSYS®, que utiliza o Método dos Elementos Finitos para resolução de problemas. Utilizou-se o modo APDL (ANSYS Parametric Design Language), que consiste em uma linguagem própria de programação. As lajes da ponte foram analisadas pelo método da analogia de grelha, o qual representa as lajes como um conjunto de barras coplanares rigidamente ligadas entre si. Esse estudo considera, além da representação das lajes por analogia de grelha, as suas propriedades geométricas e os materiais de sua composição. Para esse modelo de ponte estudado foram realizadas duas análises, uma considerando apenas a influência das cargas permanentes e outra a respeito das cargas móveis posicionadas em determinadas seções da ponte. Na primeira análise, encontrou-se um esforço cortante máximo, positivo, de 621,05 kN e um momento fletor máximo, positivo, de 3060 kN.m. Fazendo a comparação entre os valores com MARCHETTI (2008), há uma diferença de 8,53 nos esforços cortantes e 3,21 nos momentos fletores. Já na análise das cargas móveis, obteve-se um momento fletor, máximo, negativo, de 942,85 kN.m, na primeira seção estudada da ponte. Na outra seção analisada da ponte, encontrou-se um momento fletor máximo, positivo, de 3630 kN.m e também um momento fletor máximo, negativo, de 711,51 kN.m. Quando comparados estes valores obtidos na análise das cargas móveis com MARCHETTI (2008), verificaram-se as diferenças de 25,76 no momento fletor negativo na primeira seção estudada e de 1,15 e 3,13 nos momentos fletores positivo e negativo, respectivamente, na outra seção. Conclui-se que os valores obtidos na simulação numérica foram satisfatórios na maioria das análises, se comparados com os valores da bibliografia de referência, apresentando maiores divergências nos momentos fletores negativos quando consideradas apenas cargas permanentes e também na primeira seção estudada, à respeito das cargas móveis.

Abstract: Since ancient times, there has always been the challenge of overcoming geographical obstacles for transportation, such as rivers, requiring the construction of bridges. With the advancement of technology, the resolution of Engineering problems has become increasingly easier, using various numerical methods, such as the Finite Element Method (FEM). It allows for modeling structures with complex geometries and finding the respective forces acting on them. The objective of this work was the structural analysis of a reinforced concrete bridge, based on MARCHETTIs book (2008), which consists of two main girders, five crossbeams, and slabs. The analysis was performed using ANSYS® software, which employs the Finite Element Method for problem-solving. The ANSYS Parametric Design Language (APDL) was used, which is a proprietary programming language. The bridge slabs were analyzed using the grid analogy method, representing the slabs as a set of coplanar bars rigidly connected to each other. This study considers not only the grid analogy representation but also the geometric properties and materials of the slabs. For this studied bridge model, two analyses were conducted one considering only the influence of permanent loads and another regarding moving loads positioned at specific sections of the bridge. In the first analysis, a maximum positive shear force of 621,05 kN and a maximum positive bending moment of 3060 kN.m were found. Comparing these values with MARCHETTI (2008), there is a difference of 8,53 in shear forces and 3,21 in bending moments. As for the analysis of moving loads, a maximum negative bending moment of 942,85 kN.m was obtained in the first section studied of the bridge. In the other analyzed section of the bridge, a maximum positive bending moment of 3630 kN.m and a maximum negative bending moment of 711,51 kN.m were found. When comparing these values from the analysis of moving loads with MARCHETTI (2008), differences of 25,76 in the negative bending moment in the first section studied and 1,15 and 3,13 in the positive and negative bending moments, respectively, in the other section were observed. In conclusion, the values obtained from the numerical simulation were mostly satisfactory in comparison with the reference literature values, showing greater discrepancies in the negative bending moments when considering only permanent loads and also in the first section studied regarding moving loads.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_civil/20231201820775

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G031 - ENGENHARIA CIVIL (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Joao Pedro Pereira e Universidade Federal de Lavras

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