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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2003.tde-05052003-175429
Document
Author
Full name
Estevão Carcioffi Lazanha
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2003
Supervisor
Committee
Brasil, Reyolando Manoel Lopes Rebello da Fonseca (President)
Franco, Mario
Requena, João Alberto Venegas
Title in Portuguese
Análise dinâmica elasto-plástica de estruturas metálicas sob excitação aleatória de vento.
Keywords in Portuguese
dinâmica de estruturas
dinâmica estocástica
estruturas metálicas
método de Monte Carlo
vento
Abstract in Portuguese
Este trabalho de pesquisa apresenta um modelo numérico para a análise de estruturas planas sob excitação aleatória induzida pelo vento. O comportamento não-linear da estrutura é considerado adotando-se um modelo constitutivo elasto-plástico para o material, aço estrutural. Os elementos das estruturas estudadas estão sujeitos ao surgimento e desaparecimento de rótulas plásticas, levando a um dimensionamento mais econômico. O conhecimento a respeito de vibrações aleatórias de estruturas lineares encontra-se estabelecido. Por outro lado, poucos resultados encontram-se disponíveis para o caso não linear considerado. Para a simulação de vibrações aleatórias uma análise de Monte Carlo é utilizada. Uma função de densidade espectral de potência das velocidades do vento é usada para gerar um certo número de funções harmônicas de carregamento. Os ângulos de fases destes harmônicos são gerados por um algoritmo pseudo-aleatório. Para cada função de carregamento realiza-se uma integração direta no tempo pelo método de Newmark. A grande quantidade de dados de resposta é tratada estatisticamente de modo a permitir a obtenção de conclusões, a respeito da possibilidade de ocorrência de eventos desfavoráveis, do ponto de vista da engenharia.
Title in English
Elastic-plastic dynamic analysis of steel structures under random vibrations excited by the wind.
Keywords in English
nonlinear behavior
random vibrations
steel structures
synthetic wind
Abstract in English
This work presents a numerical model to analyze structures under random dynamic excitation induced by the wind. The structure is considered to have nonlinear behavior due to the elastic-plastic constitutive law adopted for the material, structural steel. The members of the studied structures may experience formation or disappearance of plastic hinges, leading to a more economic design. Random vibrations of linear structures is a well established subject. On the other hand, very few results are available for the nonlinear case as the one considered. To simulate random vibrations a Monte Carlo type analysis is used. A power spectral density function for wind velocity is used to generate a large number of harmonic input functions. Their phase angles are generated via a pseudo-random algorithm. Numerical time integration using Newmark’s method is performed for each input function. The large amount of response data obtained is statistically treated to allow for useful engineering conclusions on the probability of occurrence of unfavorable events.
 
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Dissertacao.pdf (2.22 Mbytes)
Publishing Date
2004-07-19
 
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