Desenvolvimento de uma Ferramenta Numérica em Linguagem Delphi Via Método dos Elementos Finitos para Análise de Estruturas de Placa Submetidas a Carregamentos Dinâmicos

Abstract

Os avanços da engenharia dos materiais e das técnicas construtivas têm tornado possível a construção de estruturas de piso mais leves, buscando assim o maior aproveitamento de espaço físico com menor consumo de material. No entanto, é importante observar que a redução das seções transversais aliada ao aumento dos vãos tende a elevar o nível de vibração de uma estrutura do tipo placa podendo comprometer sua estabilidade. Uma análise dinâmica é necessária principalmente se essa estrutura estará submetida às ações oscilatórias produzidas por ação de pessoas ou de máquinas. Neste trabalho foi desenvolvido um programa para análise elástica de placas submetidas à ação de forças estáticas e dinâmicas. Através do Método dos Elementos Finitos e adotando-se o processo de integração numérica de Newmark, foi desenvolvido um código computacional inteiramente escrito em linguagem Delphi 6. Além de oferecer um bom desempenho numérico, essa linguagem permite a implementação de uma interface amigável para plataforma Windows, tornando o programa uma ferramenta prática e de fácil manuseio. Consideram-se carregamentos uniformemente distribuídos, sendo as ações dinâmicas simuladas através da variação da intensidade máxima do carregamento. A variação é dada por uma força normalizada de variação senoidal característica das forças induzidas por máquinas e atividades humanas, cabendo ao usuário definir a freqüência de excitação em função do tipo de ação que dá origem às oscilações. Assim, o programa permite a análise de outros tipos de excitações. Os resultados obtidos para exemplos práticos foram comparados às soluções analíticas e demonstram a eficiência e o adequado funcionamento da ferramenta. O programa permite tanto análise estática quanto dinâmica para o cálculo de esforços e deslocamentos em estruturas de piso retangular. Dessa forma, engenheiros e projetistas podem ter a disposição uma ferramenta prática para realizar verificações de segurança em projetos estruturais.