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Modelagem de um edificio

Objetivo

Sabendo que o edificio abaixo será confeccionado em concreto C25 e com agregado basaltico, desta forma E = 33.6 GPa e v = 0.2 e que os pilares e vigas terão seção transversal de respectivamente 20x20cm e 20x60cm, determinar os esforços para dimensionamento dos elementos estruturais. Considerar uma carga de 10 kN/m² atuando em todas as lajes e que as alturas entre os pavimentos é de 3 m e os vão são de 6 m.

Figura 1.

Resolução utilizando o abaqus 6.12 student edition

O procedimento usual de resolução é demonstrado no seguinte fluxograma, cuja ordem pode eventualmente ser alterada por conveniência:

Figura 2.

1. Pré-processamento

1.1. Início da análise

  • Na caixa Start Session, selecione With Standard/Explicit Model.
  • No Menu Model, clique com o botão direito em Model-1 e selecione Rename.
  • Digite Edificio de 2 andares e clique em OK.

1.2. Criação da geometria base e definição do tipo de elemento

  • No Menu Model, dê um duplo clique em Parts.
  • No campo Name digite Vigas e Pilares.
  • Em Modeling Space selecione 3D.
  • Em Base Feature selecione Wire.
  • Em Approximante Size digite 20 e clique em Continue...

Figura 3.

  • Na Caixa de Ferramentas, selecione Create Lines: Connected.
  • Na área de comando, desenhe a estrutura conforme abaixo.
  • Desative a função Create Lines: Connected apertando a tecla Esc do teclado e clique em Done.

Figura 4.

  • Clique no icone
  • Clique em XY Plane, digite 6, tecle Enter e em seguida Esc.

Figura 5.

  • Clique no icone e em seguida na linha criada na etapa anterior.
  • Selecione horizontal and on the top e clique na barra horizontal superior do pórtico.

Figura 6.

  • Digite as coordenadas (-3.0,-4.5), (-3.0,-1.5), (3.0,-1.5) e (3.0,-4.5).

Figura 7.

  • Clique no icone , selecione as barras criadas anteriormente e clique em Done.
  • Digite os valores na janela Linear Pattern conforme abaixo.

Figura 8.

  • Clique em OK e em seguida em Done.

Figura 9.

  • Rotacione a estrutura com a ferramente Rotate View conforme abaixo, clique e segure o icone e selecione Create Wire: Point to Point.

Figura 10.

  • Clique no icone
  • Ligue os pontos conforme a imagem a seguir, marque Merge wire with part geometry e clique em OK.

Figura 11.

  • No Menu Model, dê um duplo clique em Parts.
  • No campo Name digite Lajes.
  • Em Modeling Space selecione 3D.
  • Em Base Feature selecione Shell.
  • Em Approximante Size digite 20 e clique em Continue...

Figura 12.

  • Na Caixa de Ferramentas, selecione Create Lines: Connected.
  • Na área de comando, digite as coordenadas (1.5,0), (6,0), (6,6), (0,6), (0,1.5), (1.5,1.5) e (1.5,0).
  • Desative a função Create Lines: Connected apertando a tecla Esc do teclado e clique em Done.

Figura 13.

  • Repita o procedimento realizado para as Lajes para criar a Cobertura, clicando, porém, no icone e digitando 0,0 e 6,6.

Figura 14.

1.3. Atribuição das propriedades dos materiais

  • No Menu Model, dê um duplo clique em Materials.
  • No campo Name digite Concreto C25.
  • Na caixa Edit Material clique em Mechanical, selecione Elasticity e clique em Elastic.
  • Em Young’s Modulus digite 33.6E9, em Poisson's Ratio digite 0.2 e clique em OK.

[![Figura 15.][15]][15]

1.4. Atribuição das propriedades e associação das seções

  • No Menu Model, abra Parts (3) e em seguida Vigas e Pilares.
  • Clique duas vezes em Section Assigments.
  • Selecione os Pilares e clique em Done.
  • Clique no icone no icone na janela que será aberta.

Figura 16.

  • Na janela Create Section digite Seção Pilares em Name, marque Beam em Category, selecione Beam em Type e clique em Continue...

Figura 17.

  • Na janela Edit Beam Section clique no icone .
  • Na janela Create Profile digite Seção 20x20 em Name, selecione Rectangular e clique em Continue...

Figura 18.

  • Na janela Edit Profile em a e b digite 0.2.

Figura 19.

  • Cliquem OK nas tres janelas abertas e em seguida clique em Done.
  • Repita o procedimento para as vigas, digitando Seção Vigas em Create Section, Seção 20x60 em Create Profile e 0.2 em a e 0.6 em b na janela Edit Profile.

Figura 20.

  • No Menu Model, abra agora Parts (3) e em seguida Cobertura.
  • Clique duas vezes em Section Assigments.
  • Selecione a Laje da cobertura e clique em Done.
  • Clique no icone no icone na janela que será aberta.

Figura 21.

  • Na janela Create Section digite Seção Lajes em Name, marque Shell em Category, selecione Homogeneous em Type e clique em Continue...

Figura 22.

  • Na janela Edit Section digite 0.12 em value e clique em OK.

Figura 23.

  • Na janela Edit Section Assignment altere Midle Surface para Bottom surface em Definition e clique em OK.

Figura 24.

  • Repita o procedimento para Lajes.

Figura 25.

  • No Menu Model, abra Assembly e dê um duplo clique em Instances.
  • Certifique-se que está selecionado Dependent (mesh on part) em Instance Type, Selecione Cobertura, Lajes e Vigas e Pilares clique em OK.

Figura 26.

  • Utilizando as ferramentas Translate Instance e Rotate Instance, posicione a laje e a cobertura conforme a imagem a seguir.

Figura 27.

  • Clique novamente em Instance, mas selecionando desta vez apenas Lajes e clique em OK.

Figura 28.

  • Posicione a laje, utilizando das mesmas ferramentas ja citadas, conforme a imagem a seguir.

Figura 29.

  • De um duplo clique em Constraints, selecione Tie e clique em Continue...
  • Clique em Node Region e em seguida no icone .
  • Selecione as lajes e clique em Done duas vezes.

Figura 30.

  • Selecione as vigas e clique em Done.

Figura 31.

  • Clique novamente em Node Region e em seguida no icone .
  • Selecione as arestas das lajes conforme indicado, clique em Done e na janela que ira se abrir clique em OK.

Figura 32.

  • Clique no icone .

1.5. Aplicação das condições de contorno

1.5.1 Cargas
  • No Menu Model, dê um duplo clique em Steps (1) e clique Continue...
  • Em Edit Step clique em OK.
  • No Menu Model, dê um duplo clique em Loads.
  • No campo Name digite Carga 10 kN/m2,selecione Pressure e clique em Continue...

Figura 33.

  • Selecione todas as lajes, clique em Done e em seguida em Brown.

Figura 34.

  • Em Edit Load digite 10E3 no campo Magnitude e clique em OK.

Figura 35.

1.5.2 Apoios
  • No Menu Model, dê um duplo clique em BCs.
  • No campo Name digite Apoio Engastado.
  • Em Step selecione Initial.
  • Selecione os pontos conforme a imagem a seguir e clique em Done.
  • Na janela Edit Boundary Condition selecione ENCASTRE(U1 = U2 = U3 = UR1 = UR2 = UR3 = 0) e clique em OK.

Figura 36.

1.6. Criação da malha

  • Em Module selecione Mesh.

Figura 37.

  • Na Barra de Contexto, em Object, selecione Part.
  • Certifique-se que esta selecionado Lajes e no Menu Principal clique em Mesh e posteriormente em Element Type.
  • Selecione a laje e clique em Done.
  • Na janela Element Type selecione Shell em Family.
  • Em Geometric Order selecione Quadratic.
  • Clique em OK e em seguida em Done.

Figura 38.

  • No Menu Principal, clique em Seed e posteriormente em Part.
  • Em Approximate Global Size digite 0.5, clique em OK e em seguida Done.

Figura 39.

  • No Menu Principal, clique em Mesh e posteriormente em Part.
  • Aparecerá a pergunta "OK to mesh the part?", clique Yes.
  • Repita o procedimento para a Cobertura.

Figura 40.

  • E repita, por fim para, Vigas e Pilares, este com aproximate global size de 1.

Figura 41.

1.7. Definição das variáveis de saída

  • No Menu Model, abra Field Output Requests (1) e dê um duplo clique em F-Output-1.
  • Marque RF, Reaction forces and moments.
  • Em seguida, clique em OK.

1.8 Direção das vigas

  • Em Module, selecione Propertyes

Figura 42.

  • Certifique-se que esta selecionado Vigas e Pilares em Part e clique no icone
  • Selecione as vigas conforme indicado e clique em Done, aperte Enter e em seguida clique em OK

Figura 43.

  • Repita o procedimentopara as outras barras, digitado 1,0,0 para a direção do vetor. Ao final clique em Done.

Figura 44.

2. Processamento

  • No Menu Model, dê um duplo clique em Jobs.
  • Na janela Create Job clique em Continue...
  • Na janela Edit Job clique em OK.
  • Abra Jobs e clique com o botão direito em Job-1 e clique em Submit.
  • Se aparecer uma janela dizendo “Job files already exist for Job-1. OK to overwrite?”, clique OK.
  • Aguarde o processamento dos dados, que estará concluído quando aparecer (Completed) ao lado de Job-1 no Menu Model.

3. Pós-processamento

3.1. Análise gráfica

  • No Menu Model, clique com o botão direito em Job-1(Completed) e clique em Results.
  • Na Caixa de Ferramentas, clique em Plot Deformed Shape.
  • Clique em View e em seguida OBD Display Options.
  • Marque Render Beam Profiles e Render Shell Thickness e clique em OK.

Figura 45.

  • E agora, consegue dimensionar o edificio? Qual esforços voce utilizaria? Seria possivel simplificar mais ainda a analise e obter resultados ainda satisfatorios? Melhor ainda...os resultados são...REPRESENTATIVOS?