Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Formulação do método dos elementos de contorno par...
Documento Doutorado
Área Métodos Numéricos
Data da defesa 13/11/1987
Autor PAIVA, João Batista de
Orientador VENTURINI, Wilson Sergio
Português
Título Formulação do método dos elementos de contorno para flexão de placas e suas aplicações em engenharia de estruturas
Resumo
Este trabalho é dedicado à formulação do método dos elementos de contorno à resolução de problemas de flexão de placas e às suas aplicações na análise de problemas práticos de engenharia. O algoritmo numérico desenvolvido possibilita a modelagem de interações de placas com outros elementos estruturais, tais como vigas e pilares, permitindo assim, a análise de estruturas de edifícios. Inicialmente, a obtenção da representação integral dos deslocamentos em placas é obtida considerando as aproximações de Kirchhoff. Após a montagem do sistema algébrico de equações, obtido com a discretização do contorno das placas, soluções numéricas para diversos casos de carregamento, condições de contorno, discretização e posição do nó singular são estudadas para verificar o desempenho do programa elaborado. A extensão do método dos elementos de contorno para a análise de estruturas formadas por placas, vigas e pilares, é também mostrada. Os elementos de vigas e pilares são equacionados pelo método dos deslocamentos, sendo as respectivas relações, juntamente com as condições de equilíbrio e compatibilidade de deslocamento, introduzidas no sistema de equações do método dos elementos de contorno. Finalmente são feitas aplicações usando o algoritmo numérico desenvolvido para mostrar como o programa funciona em casos práticos. Os exemplos resolvidos mostram a eficiência da formulação proposta para modelar estruturas mais complexas.
Palavras-chave Método de elementos de contorno. Método dos deslocamentos. Placas

English
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Abstract
This work is concerned with the formulation of the boundary element method for plate bending problems and its applications for practical engineering analysis. The numerical algorithm developed includes cases of modeling single plates and also interactions of plates with other structural elements such as beams and columns in order to allow analysis of building structures. Initially the derivation of the plate integral displacement representation is shown within the context of Kirchhoff theory. After showing the algebraic system of equations obtained by discretizing the plate boundary, numerical solutions of plates including many cases of domain loads, boundary conditions, discretizations and position of singular nodes are studied in order to verify the algorithm performance. The extension of the boundary element method to model composed structures formed by plates, columns and beams is proposed. Beam and column element influences are represented by usual stiffness method relations, now introduced into the boundary element system, which together with equilibrium and displacement compatibility conditions, give the final set of equations. Finally, practical analysis of plates problems are carried out using the numerical algorithm developed in order to show how the code works for engineering analysis. The examples pointed out the efficiency of the boundary formulation to model more complex structures.
Keywords Boundary element method. Displacements method. Plates