Ir para o conteúdo

Estudo de diversos tipos de contraventamento em treliças

Objetivo

Avaliar as tensões das barras em função do tipo de contraventamento utilizado.

Figura 1.

Propriedades das barras Montantes Diagonais
Módulo de Elasticidade (kN/cm²) 20500 20500
Área da seção transversal (cm²) 9.27 7.66

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

Será apenas realizado a análise da estrutura que possui contraventamento do Tipo K, cabendo ao aluno a modelagem dos contraventamentos em Diamante e em X.

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 EstruturadeTreliças e clique em OK.

Figura 3.

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 Tipo K.
  • Em Modeling Space selecione 2D planar.
  • Em Base Feature selecione Wire.
  • Em Approximante Size digite 20 e clique em Continue...

Figura 4.

  • Na Caixa de Ferramentas, selecione Create Lines: Connected.
  • Digite em ordem as seguintes coordenadas, teclando Enter entre uma e outra: 0,0 - 0,1.5 - 0,3 - 0,4.5 - 0,6 - 1,6 - 2,6 - 2,4.5 - 2,3 - 2,1.5 - 2,0 - 1,1.5 - 2,1.5 - 1,3 - 2,3 - 1,4.5 - 2,4.5 - 1,6 - 0,4.5 - 1,4.5 - 0,3 - 1,3 - 0,1.5 - 1,1.5 - 0,0.
  • Desative a função Create Lines: Connected apertando a tecla Esc do teclado e clique em Done.

Figura 5.

1.3. Atribuição das propriedades dos materiais

  • No Menu Model, dê um duplo clique em Materials.
  • Na caixa Edit Material, digite Aço estrutural no campo Name.
  • Clique em Mechanical, selecione Elasticity e clique em Elastic.
  • Em Young’s Modulus digite 205E9 e clique em OK.

Figura 6.

1.4. Atribuição das propriedades das seções das barras

  • No Menu Model, dê um duplo clique em Sections.
  • No campo Name digite Montantes.
  • Em Category selecione Beam.
  • Em Type selecione Truss e clique em Continue...

Figura 7.

  • Em Cross-sectional area digite 9.27E-4 e clique em OK.

Figura 8.

  • Repita o procedimento para criar a seção Diagonal, alterando o valor de Cross-sectional area para 7.66E-4.

Figura 9.

1.5. Associação das seções

  • No Menu Model, abra Parts (1) e em seguida Tipo K.
  • Clique duas vezes em Section Assigments.
  • Pressione Shift e selecione as barras de montante e clique em Done.
  • Selecione Montantes e clique em OK.

Figura 10.

  • Repita este procedimento para as barras do interior da treliça associando à seção Diagonal e ao final clique em Done.

Figura 11.

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

Figura 12.

1.6. Aplicação das condições de contorno

1.6.1 Cargas
  • No Menu Model, dê um duplo clique em Steps (1).
  • Renomeie para Carregamento.
  • Em Procedure type selecione Linear perturbation, selecione Static, Linear perturbation e clique em Continue...
  • Em Edit Step clique em OK.

Figura 13.

  • No Menu Model, dê um duplo clique em Loads.
  • Na janela Create Load, no campo Name digite Cargas Horizontais e clique em Continue...

Figura 14.

  • Selecione os quatro nós acima do apoio esquerdo, e clique em Done.
  • Em Edit Load, digite 10000 no campo CF1 e clique em OK.

Figura 15.

  • Repita o procedimento para criar as Cargas Verticais, aplicada nos pontos da extremidade superior da estrutura e digite -20000 em CF2.

Figura 16.

1.6.2 Apoios
  • No Menu Model, dê um duplo clique em BCs.
  • No campo Name digite Apoio Fixo.
  • Em Step selecione Initial.
  • Em Types for Selected Step selecione Displacement/Rotation e clique em Continue...

Figura 17.

  • Selecione os pontos inferiores da estrutura e clique em Done.
  • Na janela Edit Boundary Condition selecione as opções U1 e U2 e clique em OK.

Figura 18.

1.7. Criação da malha

  • No Menu Model, dê um duplo clique em Mesh (Empty).
  • Na Barra de Contexto, em Object, selecione Part.
  • No Menu Principal clique em Mesh e posteriormente em Element Type.
  • Selecione com o mouse toda a treliça e clique em Done.
  • Na janela Element Type selecione Truss em Family.
  • Clique em OK e após a janela Element Type fechar clique em Done.

Figura 19.

  • No Menu Principal, clique em Seed e posteriormente em Edges.
  • Selecione a treliça e clique em Done.
  • Na janela Local Seeds, altere Method para By number.
  • Altere Number of elements para 1.
  • Clique em OK e após a janela Local Seeds fechar clique em Done.

Figura 20.

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

Figura 21.

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.

Figura 22.

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

Figura 23.

3. Pós-processamento

3.1. Análise gráfica

  • No Menu Model, clique com o botão direito em Job-1(Completed) e clique em Results.
  • A tela de análise de dados se abrirá.
  • Na caixa de ferramentas clique em Plot Contours on Deformed Shape.

Figura 24.

  • Na Área de Ferramentas, selecione S11 onde, por padrão, deve estar selecionado Mises.
  • Na Caixa de ferramentas, clique em Common Options.
  • Na janela Common Plot Options selecione a aba Labels e marque Show element labels e Show node labels e clique em OK.

Figura 25.

  • No Menu Principal, clique em Viewport e em seguida em Viewport Annotation Options...
  • Na janela aberta selecione a aba Legend.
  • Clique em Set Font.
  • Na nova janela, altere Size para 14.
  • Clique OK nas duas janelas abertas.

Figura 26.

  • As tensões nas barras já estão exibidos em escala de cores, mas é possível ainda salvar os valores das tensões em um documento de texto.

Figura 27.

3.2. Variáveis de saída

  • No Menu Principal, clique em Report e em seguida em Field Output...
  • Na janela Report Field Output, abra S: Stress components, marque S11 e clique em OK.

Figura 28.

  • A mensagem aparecerá: "The field output report was appended to file “abaqus.rpt". O arquivo abaqus.rpt pode ser encontrado em C:\Users\”Nome do Usuário”\abaqus.rpt.
  • O arquivo listará os tensões das barras.

Figura 29.

  • Clique em Report e em seguida em Field Output...
  • Na janela Report Field Output, desmarque S: Stress components e no campo Position selecione Unique Nodal.
  • Marque U: Spatial displacement e clique em OK.

Figura 30.

  • O arquivo listará os deslocamentos dos Nós.

Figura 31.

  • No Menu Principal, clique em File e em seguida em Save As...
  • Dê um nome ao arquivo e clique em OK.