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Modelagem computacional para análise modal de postes de concreto armado considerando a imposição de danos e variação nas condições de contorno
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/67892
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Gavassoni Neto, Elvídio, 1978- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Jarek, Amanda, 1981- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil | - |
| Autor(es): dc.creator | Silva, Matheus Galdino da, 1994- | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2020-09-24T17:21:15Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2020-09-24T17:21:15Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-08-05 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-08-05 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/1884/67892 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/67892 | - |
| Descrição: dc.description | Orientador: Prof. Dr. Elvidio Gavassoni Neto | - |
| Descrição: dc.description | Coorientadora: Profa. Dra. Amanda Jarek | - |
| Descrição: dc.description | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil. Defesa : Curitiba, 20/03/2020 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui referências: p. 129-132 | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: A avaliação da integridade estrutural de postes de concreto armado é um tema que tem alcançado cada vez mais notoriedade. Em condições críticas, essas estruturas podem gerar riscos a operações de manutenção e serviço ou ainda levar a situações de interrupção na distribuição de energia elétrica para dada sociedade. Nesse contexto, a Análise Modal é uma alternativa para realizar o monitoramento da integridade estrutural, uma vez que variações nas propriedades modais podem estar relacionadas a alterações nas propriedades mecânicas. Desse modo, a presente pesquisa visa avaliar o comportamento das propriedades dinâmicas em função de diferentes condições de contorno e indução de danos em estruturas de interesse. As análises são realizadas com o auxílio de modelos numéricos desenvolvidos em software comercial baseado no Método dos Elementos Finitos, Ansys Workbench. Foram modelados dois tipos de estruturas principais: uma viga de pequeno porte e um poste de distribuição de energia elétrica - ambos de concreto armado. Para a viga foi avaliada a capacidade dos coeficientes MAC e COMAC em, respectivamente, identificar e localizar danos baseados no comportamento dos modos de vibração da estrutura. O coeficiente MAC não se mostrou eficiente na identificação dos danos propostos. Por outro lado, o coeficiente COMAC - utilizando-se de uma análise da taxa de variação em segunda ordem - apresentou resultados condizentes para a localização do dano, a depender da discretização do autovetor dos modos de vibração. Para o poste de concreto armado foi avaliado o comportamento das frequências naturais em função da variação de três fatores de interesse: o tipo de solo de engastamento da estrutura, a cota de engastamento e a ocorrência de danos na região de engastamento. Na variação do tipo de solo, se observou um aumento das frequências naturais relacionadas a um aumento do coeficiente de rigidez do solo, sendo a taxa de variação mais significativa para solos menos competentes. Por meio da variação da cota de engastamento fica estabelecido que em solos com maior coeficiente de rigidez a redução das frequências naturais é maior em relação a solos de menor coeficiente de rigidez. Independentemente do tipo de solo avaliado, se observa ainda uma variação absoluta maior nos valores de frequência natural a partir do quinto modo de vibração. Para a consideração de danos na região de engastamento do poste e avaliando níveis de estabilidade adequados não foram identificadas variações significativas para as frequências naturais. Para todas as análises modais do poste foram estimadas equações que relacionam o dado parâmetro com as frequências naturais do sistema. Por fim, foram ainda calibrados os modelos computacionais de seis diferentes classes de postes engastados em solo, com o auxílio de dados modais obtidos experimentalmente. Palavras-chave: Análise Modal Computacional. Poste de Distribuição de Energia Elétrica em Concreto Armado. Engastamento. Dano. | - |
| Descrição: dc.description | Abstract: The structural health evaluation of reinforced concrete poles is a theme that has been gaining notoriety. In critical conditions, such structures may generate risks to maintenance or service operations personnel, being able to even lead to interruptions of electric energy supply to a given society. In this sense, Modal Analysis is an alternative to perform structural heath monitoring, since variations in the modal properties may be correlated with mechanical properties. Thereby, this research aims at evaluating the behavior of dynamic properties depending on different boundary conditions and damage induction on structures of interest. The analyses are carried out with the implementation of numerical models which were developed on a commercial software based on the Finite Element Method, Ansys Workbench. Two main types of structures were modeled: a small size beam and an electric energy distribution pole - both consisting of reinforced concrete structures. For the beam the MAC and COMAC coefficients capacity were evaluated on, respectively, identifying and locating damages based on the structure's mode shapes. The MAC coefficient didn't prove itself efficient at identifying the proposed damages. On the other hand, the COMAC coefficient - considering a second-order rate of change analysis - presented befitting results for the locating of the damages, depending on the discretization of the mode shape eigenvectors. For the reinforced concrete pole, the natural frequencies behavior was evaluated by the variation of three factors of interest: the kind of soil present at the structure's embedment, the embedment length and the occurrence of damages at the embedment region. For the variation of the type of soil, a natural frequencies increase related to the soil stiffness coefficient increment was observed, with the variation rate being most significant to less competent soils. With the variation of the embedment length it was possible to established that for soils with a higher stiffness coefficient the natural frequencies reduction was greater than for soils with smaller stiffness coefficient. Regardless of the type of soil evaluated, a greater absolute variation for the natural frequencies from the fifth mode shape is still observed. When considering damages at the pole embedment region and evaluating adequate levels of stability, significant changes to the natural frequencies were not identified. For all the pole's modal analyses, equations that relate the focal parameters with the system natural frequencies were estimated. Lastly, computational models from six different classes of poles embedded on soil were calibrated with the use of modal data obtained experimentally. Keywords: Computational Modal Analysis. Reinforced Concrete Electricity Distribution Pole. Embedment. Damage. | - |
| Formato: dc.format | 133 p. : il. (algumas color.). | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Dinamica estrutural | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Postes (Engenharia) | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Concreto armado | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Construção Civil | - |
| Título: dc.title | Modelagem computacional para análise modal de postes de concreto armado considerando a imposição de danos e variação nas condições de contorno | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
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