ESCADA EM BALANÇO 1. INTRODUÇÃO 1.1. DESCRIÇÃO DO PROBLEMA:
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- Benedito Vieira Fernandes
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1 ESCADA EM BALANÇO 1. INTRODUÇÃO 1.1. DESCRIÇÃO DO PROBLEMA: Entre os muitos problemas interessantes de se estudar encontramse as escadas e, dentre elas, estudaremos dois problemas apresentados pelo Prof. Antonio Stramandinolli, envolvendo escadas em balanço e helicoidais. Apresenta-se assim o esquema de uma escada em balanço:
2 Figura 1 Esquema da Escada em Balanço PROPRIEDADES DO MATERIAL E = 1.5E6 tf/m2; Coeficiente de Poisson = PROPRIEDADES GEOMÉTRICAS Conforme a Figura 1 Espessura: 12 centímetros CARGA Carregamento nos lances: P1 = tf/m2; Carregamento no patamar: P2 = 1 tf/m2. 2. RESOLUÇÃO
3 O procedimento de resolução pode ser demonstrado no seguinte fluxograma (a ordem pode eventualmente ser quebrada em pontos específicos por conveniência):
4 Início da Análise Criação da geometria base (Parts) Definir Tipo de Elementos Atribuição das propriedades das seções das barras (Sections) Atribuição das propriedades dos materiais (Materials) PRÉ-PROCESSAMENTO Associação das Seções, geometria base, materiais... (Section Assignments) (Assembly) Apoios (BCs) Aplicarção das condições de contorno Cargas (Loads) Criação da geometria da malha (Mesh) Elementos cálculaveis pelo método dos elementos finitos. Aproximação da estrutura real. Definição das Variáveis de Saída (Field Output Requests) PROCESSAMENTO Solução, Cálculos Computacionais (Jobs) Variavéis de saída PÓS-PROCESSAMENTO Análise dos resultados Análise gráfica
5 2.1. INÍCIO DA ANÁLISE Se você ainda não iniciou o programa Abaqus/CAE, digite cmd no Menu Iniciar para abrir o Prompt de Comando e nele digite abq6122se cae para executar o Abaqus. Em Create Model Database na caixa Start Session que aparece, selecione With Standard/Explicit Model PRÉ-PROCESSAMENTO No menu Model à esquerda, clique com o botão direito em Model-1 e selecione Rename. Digite EscadaEmBalanço e clique em OK. No menu Model à esquerda, dê duplo clique em Parts, no campo Name digite Patamar, e selecione as opções: 3D, Deformable, Shell, Planar. Em Approximate size digite 20 e clique em Continue... Clique em Create Lines: Rectangle (4 lines) na caixa de ferramentas e insira as seguintes coordenadas 0,0 1.5,3, desative a função e clique em Done.
6 Repita o procedimento para criar a Escada, inserindo um retângulo com as coordenadas 0,0 e ,1.5. No menu Model à esquerda, dê duplo clique em Materials. Na janela Edit Material Renomeie o material para Concreto, selecione Mechanical>Elasticity>Elastic e digite 1.5E10 em Young s Modulus e 0.2 em Poisson s Ratio. Clique em OK.
7 No menu Model à esquerda, dê duplo clique em Sections. No campo Name: digite Seção Escada, em Category selecione Shell, e em Type selecione Homogeneous. Clique em Continue... Na janela Edit Section, certifique-se de que Concreto Armado está selecionado em Material, selecione Value no campo Thickness, insira o valor de 0.12 e clique em OK. Repita esse procedimento para criar a seção patamar, com thickness de 0.24.
8 Na caixa de ferramentas, clique em Assign Section. Selecione a Escada e clique em Done. Selecione Seção Escada em Section: e clique em OK. Repita esse procedimento para a parte Patamar, associando à Seção Patamar.
9 No menu Model à esquerda, abra Assembly, dê duplo clique em Instances. Dê duplo clique uma vez no Patamar, e uma vez na Escada, selecione Escada e clique em OK. Utilizando a ferramenta conforme a imagem. Translate Instance, posicione as partes
10 Com a ferramenta Rotate Instance, rotacione as partes Escada com a inclinação de 32 graus, conforme a imagem. Na caixa de ferramentas, clique em Merge/Cut Instances. Nomeie-a Estrutura, e em Geometry marque Retain. Selecione todas as Instances e clique em Done.
11 No menu model à esquerda, dê duplo clique em Steps. Digite Carregamento no campo Name: e Clique em Continue... Então clique OK na nova janela que se abre. No menu model à esquerda, dê duplo clique em BCs. Na janela Create Boundary Condition, altere o campo Name para Engaste, Step para Initial e Types for Selected Step para Symmetry/Antisymmetry/Encastre. Clique em Continue...
12 Selecione os bordos livres conforme a imagem e clique em Done. Marque ENCASTRE na janela Edit Boundary Condition e clique em OK. Na caixa de ferramentas, clique em Create Load. Na janela Create Load, no campo Name digite CargaEscada, selecione o Step Carregamento, em Types for Selected Step selecione Pressure e clique em Continue...
13 Selecione as partes Escada e clique em Done. Clique em Brown. Na janela Edit Load, digite 9620 no campo Magnitude e clique em OK. Repita esse procedimento para criar a Carga Patamar, aplicada no patamar, de magnitude de
14 Na barra de contexto, em selecione Module, selecione Mesh, e em Object, Part. Selecione a Part estrutura. Na barra do menu principal, clique em Mesh>Element Type e selecione toda a estrutura. Clique em Done. Abrirá a janela Element Type. Em Family, selecione Shell e em Geometric Order, selecione Quadratic e clique OK. Na barra do menu principal, clique em Seed>Part. Clique em OK e em Done.
15 Na barra do menu principal, clique em Mesh>Part, e clique em Yes. No menu model a esquerda, abra Field Output Requests (1) e clique com o botão direito em F-Output-1 e clique em Edit. Abra marque SF, Section forces and moments e clique em OK. Forces/Reactions e
16 2.3. PROCESSAMENTO No menu model à esquerda, de duplo clique em Jobs. Na janela Create Job, apenas clique em Continue... Na janela Edit Job, clique em OK. Abra Jobs 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 OK. Aguarde o processamento dos dados. Estará
17 concluído quando aparecer (Completed) ao lado de Job-1 no menu model à esquerda PÓS-PROCESSAMENTO No menu model à esquerda, clique com o botão direito em Job- 1(Completed)>Results. A tela de análise de dados se abrirá. Na caixa de ferramentas, clique em Plot Contours on Deformed Shape.
18 Na barra de ferramentas no canto superior à direita, selecione SM>SM2. Na barra de menus principal, clique em Viewport>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. Na caixa de ferramentas, clique em Common Options. Na guia Labels marque Show element labels. Clique em OK.
19 Na barra de menu principal, clique em Report>Field Output. Na janela Report Field Output, clique em SM: Section Moments > SM2 e clique em Apply. 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. Repita esse procedimento para obter os valores de SM1, SM3 (torção) e U3. Na barra do menu principal, clique em File>Save As... Dê um nome ao arquivo e clique em OK (É possível também salvar o arquivo com os resultados já calculados - job-1.odb) RESULTADOS:
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Figura 1 Esquema da Laje.
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