Elementos finitos de casca do sistema computacional INSANE

Abstract

Esse artigo apresenta os elementos finitos de casca do sistema computacional INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment): retangular de quatro nós e triangular de três nós, obtidos por combinações de esforços de membrana e flexão, baseadas na Teoria de Kirchhoff; quadrilaterias de quatro, oito e nove nós, que combinam esforços de membrana, flexão e cisalhamento, conforme a Teoria de ReissnerMindlin. Após resumir as características dos elementos, o artigo apresenta resultados de três estudos de convergência e de duas aplicações práticas: uma barragem em arco e um reservatório cônico-cilíndrico. Os resultados são comparados com soluções analí-ticas e com aqueles obtidos com o elemento finito de casca do SAP2000. Palavras Engenharia Civil Civil EngineeringModelos matemáticos para descrever o comportamento de uma estrutura em forma de casca apresentam grande complexidade. Por esse motivo, as soluções analíticas são desenvolvidas somente para alguns casos específicos, dificultando a aplicação prática das mesmas. Modelos discretos do Método dos Elementos Finitos (MEF) permitem obter soluções aproximadas para condições geométricas, de contorno e de carregamento genéricas. Entre os modelos discretos do MEF, destacam-se, por sua simplicidade, os que são obtidos por meio de combinações de elementos finitos de placas e elementos finitos de estado plano de tensão. Esses modelos são capazes de representar os esforços de flexão, cisalhamento e membrana da casca, combinando elementos de placa que consideram somente os efeitos de flexão, formulados segundo Teoria