Edifício de Acesso ao Parque Oceanográfico de Valência€¦ · Definição dos graus de...
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Projecto em Estruturas 2004/2005
Edifício de Acesso ao Parque Oceanográfico de Valência
António Rui AmaralDiogo Manuel Matias AngélicoNuno Ricardo Machado de Sá
Vitor Manuel Vaz Ribeiro
Projecto em Estruturas
Orientador: Prof. Álvaro F. M. Azevedo
Projecto em Estruturas 2004/2005
Sumário
Características da EstruturaModelação da Estrutura
Preparação dos dadosEsforços e deslocamentosArmaduraConclusão
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Características da Estruturacobertura de 3 “gomos” Parabolóides Hiperbólicos20,70 m de altura máxima6 m de altura no centro14 m de raio
Projecto em Estruturas 2004/2005
Modelação da Estrutura
- Superfície curva- Espessura variável- Torção desprezável (plano tg à superfície média)
Estrutura tipo CASCA ESPESSA
MEF
Método de Análise
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Modelação da EstruturaCoordenadas dos nós
- MEF malha Elementos + nós
- Equação do Parabolóide Hiperbólico ( ) ( )ωαωα ,.,.. 2 fgrKz =
( ) ( )
−+
−
−+=
ω
αω
αωωαtg
sen
g2
90
2
90cos, ( ) ( )
−−
−
−−=
ω
ωαωαωα
tg
sen
f2
90
2
90cos,
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Modelação da EstruturaCoordenadas dos nós
K = 0.15 m-1
ω = 90º( ) ( ) yxsenrz ..15,0cos...15,0 2 == αα
Microsoft Excel
Coordenadas dos nós
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Modelação da EstruturaCoordenadas dos nós
Zona dos apoios
Malha termina em vértice
Intersecção da malha com
um plano horizontalFormação de um patamar
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Modelação da EstruturaFormulação da Malha
Esboço da malha do parabolóide (numeração dos elementos e nós)
coordenadas dos nós + numeração dos elementos e nós
Ficheiro de dados
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Modelação da EstruturaVisualização da Malha
Ficheiro de dados
(malha)Visualização da malha
Drawmesh
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Modelação da EstruturaObtenção da malha final
- Programa S3DCAD
Refinou-se a malha (8 nós)
Geração da restante malha da estrutura
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Modelação da EstruturaCondições de Apoio
- Programa S3DCAD
Definição dos nós especiais (apoios)
- Ficheiro de dados
Definição dos graus de liberdade (nós especiais)
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Definição da Espessura
- Espessura variável entre 0.10 m e 0.20 m
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Definição da Espessura- Funções de forma
gom o 1
6
9
2−15
1
458
105
θ
7
R
3
4
5
= −
x
ytg 1θ
22 yxR +=
( )θ,RN ( )yxN ,
- Programação (Fortran)
Cálculo automático de e(x,y)
1,0).,().,(1,0).,().,(1,0).,().,(
15,0).,().,(2,0).,().,(1,0).,().,(
20,0).,().,(15,0).,().,(1,0).,().,(
9,8,49,6,29,8,48,7,17,6,57,8,1
7,6,59,6,27,6,55,4,39,8,44,5,3
3,2,15,4,33,2,19,6,23,2,18,7,1
yxNyxNyxNyxNyxNyxN
yxNyxNyxNyxNyxNyxN
yxNyxNyxNyxNyxNyxNe
+++++
+++=
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Definição da EspessuraVisualização das espessuras
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Definição das Acções
- Peso Próprio
- Temperatura
Variação uniforme ±15 ºC (artigo art.º18º do RSA)
densidade = 2.5 g = 9.8 m/s2
- Sobrecarga
- Sismo
0.3 kN/m2 (art.º 34º RSA)
2.0 m/s2 (art.º 34º RSA)
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Definição das AcçõesSismo
gomo 3
gomo 2
gomo 1
x
y
S1
S2
2
2
/52.0
/93.1
smSy
smSx
=−=
2
2
/41.1
/41.1
smSy
smSx
−=−=
Sismo S1
Sismo S2
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Definição das AcçõesSobrecarga
x1x2
^v
x3
γ^n
Decomposição em duas componentes (normal e tangencial) nos nós
- Consideração da componente normal
- Desprezo da componente tangencial
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Definição das AcçõesSobrecarga
( )1.15,0.15,0
cos.2222 ++
=⇒=yx
pppp normalnormal γ
Acção da sobrecarga segundo a normal à superfície, em qualquer nó
Programação (Fortran)
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Definição das AcçõesSobrecarga
Visualização da acção dasobrecarga na direcção
normal aos nós
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Definição das AcçõesCombinações (ELU)
Comb. 1 – 1.35 PP + 1.5 SobTot + 1.5 Temp
Comb. 2 – 1.00 PP + 1.5 SobPar + 1.5 Temp
Comb. 3 – 1.00 PP + 0.4 SobTot + 1.5 Sis1Comb. 4 – 1.00 PP + 0.4 SobPar + 1.5 Sis2
PP – Peso próprioSobTot – Sobrecarga a actuar em toda e estruturaSobPar – Sobrecarga a actuar num só gomo da estrutura
Temp – Acção da temperaturaSis1 – Acção do Sismo, segundo direcção S1Sis2 – Acção do Sismo, segundo direcção S2
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Obtenção dos Esforços e Deslocamentos
Ficheiro de dados Programa FEMIX
- coordenadas dos nós (malha)
- espessuras na malha- características dos materiais
- condições de apoio
- acções
- (…) (deslocamentos, esforços/tensões, reacções)
- Ficheiros com resultados numéricos
- Ficheiros sob a forma gráfica- (…)
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Obtenção dos Esforços e Deslocamentos
Malha deformada e gráfico dos deslocamentos (Comb1)
Gráfico de momentos (em torno do eixo local T1)
Visualização dos gráficos
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Obtenção da Armadura
Ficheiro de resultados Programa STEEL
Programa FEMIX
(armadura superior, inferior, direcções 1 e 2)
- Ficheiros com resultados numéricos
- Ficheiros sob a forma gráfica
dir 1
dir 2
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Obtenção da ArmaduraVisualização dos gráficos
Armadura inferior, na direcção 1 Armadura inferior, na direcção 2
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Obtenção da ArmaduraVisualização dos gráficos
Armadura superior, na direcção 1 Armadura superior, na direcção 2
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Obtenção da ArmaduraArmadura mínima (fendilhação)
s
cteffctcs
AfKKA
σ⋅⋅⋅= , < 5.1 cm2/m (OK. – wk< 0.3 mm)
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Conclusão
- Quantidades semelhantes de armadura superior e inferior, nas duas direcções, distribuídas por 4 Zonas.
- 4 Zonas Principais (Materiais: C30/37 e A500; Recobrimento: 3 cm)- zona central: 14.0 cm2/m- zona da crista: 5.1 cm2/m
- zona do encontro dos gomos (vértice): 10.8 cm2/m- zona dos apoios
- Zona do apoio – zona crítica, com valores pontuais de elevada armadura (transição da malha, elevada concentração de esforços) – análise mais cuidada, por forma a comprender melhor a origem desses valores e, talvez, alterar o formato do apoio.
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Conclusão
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FIM