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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30789| Título: | Otimização da quantidade de longarinas e transversinas em pontes pelo método dos elementos finitos |
| Título(s) alternativo(s): | Optimization of the number of beams and cross-beams in bridges using the finite element method |
| Autor(es): | Novak, Alex |
| Orientador(es): | Souza, Carlos Francisco Pecapedra |
| Palavras-chave: | Pontes Método dos elementos finitos Engenharia civil Bridges Finite element method Civil engineering |
| Data do documento: | 14-Dez-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Guarapuava |
| Citação: | NOVAK, Alex. Otimização da quantidade de longarinas e transversinas em pontes pelo método dos elementos finitos. 2022. 99 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2022. |
| Resumo: | As pontes são estruturas que permitem a transposição de grandes obstáculos, como vales e rios, possibilitando a continuidade de uma via ou caminho e facilitando a locomoção; sendo assim, são construções indispensáveis em nossa sociedade. Uma das variáveis que mais influencia a sua construção é a questão econômica. Dessa forma, mostra-se de grande valia o estudo de uma proposta em que as estruturas da ponte sejam pensadas com o intuito de gerar os menores esforços e deformações, com vistas a reduzir os custos dispendidos com volume de material. Em razão do exposto, o trabalho em questão analisou vinte e quatro modelos de pontes, para vãos de dez e vinte metros, em que se variou a quantidade de vigas longarinas (de duas até cinco, para uma mesma ponte) e a utilização de transversinas intermediárias (de situações sem transversinas para outras com até duas transversinas). Realizou-se os cálculos deste estudo com o emprego do Método dos Elementos Finitos, através do Software CSiBridge V24, que permitiu quantificar os momentos fletores, esforços cortantes, momentos torsores e deslocamentos verticais. Os estudos demonstraram que tanto para momentos fletores quanto para cortantes a inserção de transversinas não causam grandes mudanças nos quantitativos desses esforços. Em contrapartida, o aumento das vigas longarinas, principalmente de duas para três vigas, demonstra os melhores resultados em questão de redução de fletores e cortantes. Por outro lado, para momentos torsores e deslocamentos, o modelo mais otimizado foi aquele que utilizou transversinas intermediárias, devido ao fato de a disposição destas estruturas promover melhor travamento e enrijecimento da estrutura global. Ao mesmo tempo, para torsores, observou-se que quanto menor for o número de longarinas, menor é o momento obtido, enquanto que, para deslocamentos, o melhor caso seria aquele que contém três longarinas, devido à redução das deformações originada pela adição de uma terceira viga ao centro da ponte. Dessa forma, a solução mais otimizada para os vãos estudados, abrangendo todos os parâmetros citados, seria um modelo de ponte contendo três vigas longarinas e uma transversina intermediária. |
| Abstract: | Bridges are structures through which we are able to cross large obstacles such as valleys and rivers, allowing the continuity of a road or path, facilitating the locomotion, thus, it is an indispensable construction in our society. One of the characteristics that most influences its construction is the economic issue, due to its cost of execution, thus, it is of great value, a dimensioning in which the structures of the bridge to be built have already been idealized initially to generate the lowest efforts and deformations, due to the most optimized arrangement of the amount of Beams and Cross-Beams. In light of the above, this study analyzed twenty four bridge models, in which the number of beams varied from two to five on the same bridge and the use of intermediate cross-beams from situations without stringers to those with up to two stringers. The calculations of this study were performed using the Finite Element Method, through the CSiBridge V24 software, which allowed quantifying the bending moments, shear forces, torsional moments and vertical displacements. The studies showed that both for bending and shear moments the placement of cross-beams did not cause major changes with no need to add them to the structure, however an increase in beams, especially from two to three beams, showed the best results in terms of the reduction of these efforts. On the other hand, for torsional moments and displacements, the characteristic that presented the most optimized model would be to introduce intermediate cross-beams, which have been shown to decrease the values of these efforts and deformations, due to their characteristics of providing better locking and stiffening the structure, at the same time, for torsion, it was observed that the smaller the number of beams, the lower the obtained moment, while for displacement, the best case would be the one with three stringers, due to a third beam being added in the center of the bridge, decreasing the deformations in this region. Thus, the most optimized solution covering all the parameters previously mentioned, and with the characteristics studied, would be a bridge model containing three beams and with an intermediate cross-beam. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30789 |
| Aparece nas coleções: | GP - Engenharia Civil |
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