http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/36869
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Titre: | Projeto de tensoestruturas em membrana com aplicação de programação não-linear |
Autre(s) titre(s): | Tensile membrane structures design using non-linear programming |
Auteur(s): | Borges Filho, Jonas Pinheiro |
Orientador(es):: | Pulino Filho, Athail Rangel |
Assunto:: | Estrutura (Engenharia Civil) Elasticidade Membranas (Engenharia Civil) Engenharia de estruturas |
Date de publication: | 10-fév-2020 |
Data de defesa:: | 13-oct-2006 |
Référence bibliographique: | BORGES FILHO, Jonas Pinheiro. Projeto de tensoestruturas em membrana com aplicação de programação não-linear. 2006. xxiii, 231 f., il. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil)—Universidade de Brasília, Brasília, 2006. |
Résumé: | As tensoestruturas em membrana são insuperáveis em leveza e na capacidade de vencer grandes vãos. Suas formas são atraentes e sedutoras. Tem sido observado um recente crescimento na utilização dessas estruturas no Brasil, mas a despeito deste crescimento, são escassas as ferramentas para auxiliar em seu projeto e também não existem normas brasileiras específicas sobre tensoestruturas. Os principais objetivos deste trabalho foram: desenvolver ferramentas computacionais para auxiliar no projeto de tais estruturas; e incentivar a sua utilização. Assim, foi desenvolvido um pacote chamado LightStruc com programas específicos para cada uma das principais etapas do projeto de tensoestruturas, que são: a busca da forma; o projeto de cortes e a análise estrutural. Adotou-se uma abordagem baseada na mecânica dos meios contínuos com descrição Lagrangeana Total. O processo de solução envolve o cômputo direto da energia potencial total do sistema e emprega um método de programação não-linear irrestrita para buscar uma configuração da estrutura que corresponda a um mínimo local dessa função de energia. Pelo princípio da mínima energia potencial total, mínimos locais desta função correspondem à configurações de equilíbrio estático estável. Modelos constitutivos hiper-elásticos foram utilizados para descrever os materiais. Para a membrana, estão disponíveis os modelos de Saint-Venant Kirchhoff para o caso isotrópico e ortotrópico; e o neo-Hookeano para material incompressível e isotrópico. Dois outros modelos para material fictício também estão disponíveis, eles são usados para a busca da forma de mínima área. Também foi desenvolvido um modelo de pré-tracionamento coerente que se mostrou bastante útil para a busca da forma de mínima área, para o projeto de cortes e para a remontagem da estrutura a partir dos recortes na análise estrutural. |
Abstract: | Membrane tensile structures are unbeatable on lightness and long span capability. Its shapes are seducing and attractive. It has been noted a recent growth in the use of this kind of structures in Brazil, but in spite of its growth, computational tools to aid in its project is scarce and there is no specific Brazilian standard code about tensile structures. The main objectives of this work are to develop computational tools for the project of this kind of structure and to promote its use. For this, it was developed a package called LightStruc that includes specific programs to aid in each one of the main stages of a tensile membrane structure design, witch are: form-finding; cut-patterning and structural analysis. It was adopted an approach based on continuum mechanics with a total Lagrangean description. The solution process includes the direct computing of the total potential energy of the system and uses a non-linear programming method to search for a structure configuration that corresponds to a local minimum of that energy. The principle of minimum total potential energy assures that local minimums of this energy correspond to stable static equilibrium configurations of the structure. Hyperelastic models were adopted to describe the constitutive relations of the materials. The isotropic and orthotropic Saint-Venant Kirchhoff and the incompressible neo-Hookean models are available to describe the membrane material. There are two other models for fictitious materials that are used in the form-finding stage when the minimum area solution is searched. It was also developed a coherent prestress model, which proved to be very useful for the minimum area form-finding process, for the cut-patterning and for rebuilding the structure from the cuttings to perform the structural analysis. |
metadata.dc.description.unidade: | Faculdade de Tecnologia (FT) Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC) |
Description: | Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. |
metadata.dc.description.ppg: | Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil |
Collection(s) : | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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