A COMPUTATIONAL TECHNIQUE FOR DEFINITION OF STRUT AND TIE MODELS

• Main Author: ELCIO CASSIMIRO ALVES
• Other Authors: LUIZ ELOY VAZ
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 1998
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=1404@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=1404@2; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=1404@4

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === O presente trabalho tem por objetivo desenvolver uma formulação e um sistema que seja uma ferramenta auxiliar para o engenheiro de projeto na definição de modelos de bielas e tirantes de estruturas bi-dimensionais. No sistema desenvolvido o usuário pode partir de um modelo complexo, com um número grande de barras nas mais variadas direções. Essa solução inicial pode se basear nos resultados em tensão de uma análise linear elástica por elementos finitos e na experiência do projetista. Todavia, como o usuário terá muitas dúvidas quanto ao melhor modelo as ser usado, ele pode superpor no modelo inicial todas as soluções que achar possíveis. A função do sistema é escolher entre todas as soluções admissíveis (aquelas que respeitam equilíbrio e resistência) a que for mais econômica. Define-se como solução mais econômica aquela que corresponder ao menor consumo de armadura. A formulação do problema conduz a um problema de Programação Linear (PL) e o programa LINDO [2] é utilizado para resolvê-lo. A visualização do modelo é também parte do sistema desenvolvido e é feito a partir dos resultados gerados pelo programa LINDO. O trabalho se divide basicamente em três partes. Na primeira parte é feita uma revisão sobre modelos de bielas e tirantes e sobre fundamentos de programação linear. A segunda parte consta da formulação do problema e por ultimo os resultados do programa são comparados com aqueles fornecidos pela literatura. A ferramenta desenvolvida neste trabalho pode ser de grande utilidade para a definição de modelos de bielas e tirantes mas ela nem de longe tem a pretensão de substituir a experiência, a intuição e o bom senso do engenheiro de projeto que deve sempre prevalecer, inclusive na análise crítica dos resultados do programa. === The present work has the aim of developing a formulation and a computational system, which should be used by the structural engineers an auxiliary tool in the definition of strut and tie models of bidimensional structures. In the developed system the user can define initially a very complex system with a great number of bars and many different directions. This initial solution can be based on both the stress results of a linear elastic finite element analysis and the experience of the engineer. As the user may be in doubt about the best model to be used he may superimpose in the initial model all the allowable solutions he may find. The aim of the system is to choose among all the allowable solution (these ones wich satisfy equilibrium and strenght) the more economical one. As more economical solution is considered the one which correspond to the least consumption of reinforcement. The problem formulation leads to a linear programming problem (LP) and the LINDO program [2] is used for solving it. The visualization of the model and results is also part of the system. It is based on the data generated by the LINDO program. The work is basicaly divided in three parts. In the first one a revision about strut and tie models as well as the basic knowledge in linear programming is presented. In the second part the problem formulation is shown and the last the results of the program are compared with those old the technical literature. The computational tool presented here may be of great utility in the definition of strut and tie models, but it has not by far the intention and the feeling of the engineers which shall ever prevail, inclusive in the critic analysis of the program results. === El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un sistema que sirva como herramienta auxiliar para el ingeniero de proyecto en la definición de modelos de bielas y tirantes de extructuras bidimensionales. En el sistema desarrollado, el usuario puede partir de un modelo complejo, con un número grande de barras en varias direcciones. Esa solución inicial puede basearse en los resultados en tensión de un análisis lineal elástica por elementos finitos y en la experiencia del proyectista. Como el usuario tendrá muchas dudas respecto al mejor modelo as ser usado, él puede superponer en el modelo inicial todas las soluciones que juzgue posibles. La función del sistema es elegir entre todas las soluciones admisibles (aquellas que respetan equilibrio y resistencia) la que sea más económica. Se define como solución más económica aquella que correspdonda al menor consumo de armadura. La formulación del problema conduce a un problema de Programación Lineal (PL) que es resuelto con ayuda del programa LINDO [2]. La visualización del modelo también es parte del sistema desarrollado y parte de los resultados generados por el programa LINDO. El trabajo se divide básicamente en tres partes. En la primeira parte se realiza una revisión de los modelos de bielas y tirantes y de los fundamentos de programación lineal. La segunda parte contiene la formulación del problema y la presentación de los resultados del programa se comparan con los reportados en la literatura. La herramienta desarrollada en este trabajo puede ser de gran utilidad para la definición de modelos de bielas y tirantes pero no tiene la pretensión de substituir la experiencia, la intuición y el buen senso del ingeniero de proyecto que debe siempre prevalecer, incluso en el análisis crítico de los resultados del programa.