Influência de ruptura de cabos e plasticidade na dinâmica não linear de torres de telecomunicações estaiadas.


Aluno
Luiz Eduardo Fernandes Sequeira

Curso
Mestrado

Área
Estruturas

Linha de pesquisa
Estruturas de Concreto e de Materiais Compósitos

Data de defesa
25/06/2021

Orientadores
Paulo Batista Gonçalves

Graduação
Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro

Banca julgadora
Paulo Batista Gonçalves; Deane de Mesquita Roehl; Raul Rosas e Silva; Diego Orlando - UERJ; Luis Fernando Paullo Muñoz – PUC-Rio

Palavras-chave

<p>Torre estaiada; não linearidade; instabilidade; dinâmica não linear; material elastoplástico; elementos finitos; Guyed tower; nonlinearity; instability; nonlinear dynamics; elastic-plastic material; finite elements.</p>


Resumo
O crescente uso de antenas para a transmissão de dados tem demandado a instalação de um número crescente de torres, com destaque para as torres estaiadas. Essas estruturas são compostas por um mastro central e diversos níveis de estais. As torres são estruturas esbeltas e apresentam um comportamento altamente não linear sob cargas estáticas e dinâmicas, devido à interação mastro-cabos e altura elevada da torre. O objetivo deste trabalho é estudar a influência da não linearidade no comportamento estático e dinâmico de uma torre estaiada. Para isto, desenvolvem-se modelos de torre estaiada em elementos finitos, com dois níveis de cabos pré-tensionados. Consideram-se dois tipos de geometria para a disposição dos cabos: em leque e em paralelo. Em particular, investiga-se o efeito da ruptura de um ou mais cabos e do comportamento elastoplástico dos materiais que compõem a torre estaiada na estabilidade e vibrações não lineares da estrutura. Inicialmente, avalia-se o comportamento linear da estrutura, obtendo-se as frequências naturais e cargas críticas. A seguir, obtêm-se os caminhos não lineares de equilíbrio de cada modelo, aplicando o conceito de imperfeição modal. Finalmente, realiza-se a análise da vibração livres e forçada amortecida. Para isto utilizam-se as respostas no tempo e plano de fase, transformadas de Fourier e espectrográficos. Em todos os casos analisa-se em detalhe o efeito da perda de cabos e da plastificação dos elementos na capacidade de carga, estabilidade e deslocamentos da estrutura. Os resultados demonstram que a perda de cabos e plastificação dos elementos têm grande influência nas frequências naturais e cargas críticas. Finalmente, nessas condições observa-se um comportamento não linear com perda de capacidade de carga e aumento significativo de deslocamentos, velocidades e acelerações, evidenciando a necessidade de investigação do comportamento não linear desse tipo de estrutura.


Fonte de recurso: CAPES


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