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Dissertação

{pt_PT=Análise de estruturas de cascas pelo método dos elementos finitos} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=As estruturas de casca são estruturas laminares não planas que se destacam pela sua capacidade de equilibrar carregamentos primordialmente através de esforços de membrana (cujas tensões são uniformes na espessura), o que as torna estruturas muito eficientes, capazes de vencer grandes vãos com quantidades de material mínimas. A análise deste tipo de estruturas tira especial partido da utilização de programas de elementos finitos adequados, sendo que, neste trabalho, é utilizado o ADINA (Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis). O caso de estudo desenvolvido neste trabalho é a cúpula do Panteão Romano, um edifício monumental construído no segundo século d.C. que tem na sua cúpula, a casca em betão mais antiga de que há registo, a qual permanece a cúpula de maior vão executada em betão simples. Neste trabalho, é analisada a influência, na distribuição de tensões elásticas na cúpula, da rigidez da parede de suporte, dos espessamentos na sua base e da utilização de betões leves em altura. Os resultados comparam-se com os estudos, da mesma natureza, de Mark e Hutchinson (1986) e de Morer e Goñi (2008). Na sequência do estudo da cúpula romana, partindo das mesmas condicionantes geométricas que a caraterizam – o vão circular de 43,3 metros e o óculo no ápice de 4,5 metros de raio – são formuladas diferentes soluções de cascas esféricas – pela variação das dimensões da secção e da elevação – e é analisado o seu comportamento no que respeita à resistência à encurvadura, às distribuições de esforços e às deformações., en=Shell structures are non-planar laminar structures that stand out from other structural solutions by their efficiency related to the ability to balance applied loads primarily through membrane forces (whose stresses are uniform on the thickness). The analysis of shells is particularly benefited using appropriate finite element programs. In this work the software ADINA (Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis) is used. This work would not be complete without the development of a relevant case study. The study of the Roman Pantheon was decided, a monumental building, built during the first century AD, that has in its dome the oldest concrete shell that is known, which one is still the largest dome executed in non-reinforced concrete. In the development of this work, the influence on the elastic stress distribution on the dome, of the stiffness of the support wall, the thickenings of its base and the use of light concretes are analysed. The results are compared with the studies by Mark and Hutchinson (1986) and by Morer and Goñi (2008), of the same nature. Following the study of the Pantheon’s dome, with the purpose of deepening the knowledge of shells and of finite element modelling, starting from the same geometrical conditions that characterize the Roman dome – the circular 43,3-meter span and the oculus with a 4,5-meter radius at the apex – different solutions of spherical shells are formulated – by varying cross-sectional dimensions and elevation – and their behaviour with regard to buckling strength, stress distributions and deformation is analysed.}
Keywords: {pt=estruturas de casca, análise de elementos finitos, Panteão romano, cascas esféricas, cúpula., en=shell structures, finite element analysis, roman Pantheon, spherical shells, dome.}

Discussão: julho 10, 2017, 11:0