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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Engenharia de Estruturas e Geotécnica
 
Disciplina: PEF3401 - Mecânica das Estruturas II
Structural Mechanics II

Créditos Aula: 3
Créditos Trabalho: 1
Carga Horária Total: 75 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2018 Desativação: 31/12/2022

Objetivos
Conhecimentos a serem assimilados
Métodos gerais de análise estrutural baseados no teorema de esforços virtuais. Aplicação à teoria de barras de Bernoulli-Euler. Análise dinâmica das estruturas (noções). Elastoplasticidade ideal (noções). Critérios de resistência (noções). Métodos clássicos de análise limite de estruturas reticuladas em regime elastoplástico ideal (noções).

Habilidades a serem desenvolvidas
Agilidade para aplicar os teoremas de esforços virtuais à análise de estruturas reticuladas. Capacidade de realizar modelagem matemática e usar ferramentas computacionais, em geral, para solução de problemas de mecânica das estruturas. Capacidade de reconhecer as características dos sistemas e subsistemas estruturais quanto a seu desempenho e comportamento estático ou dinâmico. Capacidade de reconhecer cenários críticos do sistema estrutural. Agilidade na resolução analítica ou numérica de problemas fundamentais de dinâmica das estruturas. Agilidade na resolução analítica ou numérica de problemas fundamentais de análise limite de estruturas reticuladas. Agilidade na modelagem de problemas de mecânica das estruturas, utilizando programas de análise estrutural.

Valores e atitudes a serem incorporados
Percepção da importância das disciplinas de ciências da engenharia na formação do engenheiro. Apreensão do caráter multidisciplinar da mecânica das estruturas e seu papel central na engenharia. Visão crítica dos métodos de análise estrutural quanto às hipóteses assumidas e resultados obtidos. Responsabilidade e ética profissional e social.
 
Knowledge to be acquired General methods of structural analysis based on the theorem of virtual forces. Application to the Bernoulli-Euler beam theory. Dynamical analysis of structures (notions) Ideal elastoplasticity (notions). Yielding criteria (notions). Classical methods in limit analysis of framed structures in ideal elastoplastic regime (notions). Habilities to be developed Agility to apply the theorem of virtual forces to the analysis of framed structures. Capacity to carry out mathematical modelling and use computational tools, in general, to solve problems in structural mechanics. Capacity to recognize the system and subsystem characteristics with respect to their statical and/or dynamical performance and behaviour. Capacity to recognize critical scenarios for the structural system. Agility to solve analitically or numerically fundamental problems of structural dynamics. Agility to solve analitically or numerically fundamental problems of limit analysis of framed structures. Agility to use structural analysis software. Values and attitude to be incorporated Perception that a discipline of engineering science is important to the engineer’s background formation. Aprehension of the multidisciplinar character of structural mechanics and its central role in engineering. Critical appraisal of the methods of structural analysis with regard to the hypotheses adopted and the results obtained. Social and professional responsibility and ethics.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
2086678 - Carlos Eduardo Nigro Mazzilli
4940796 - Guilherme Rosa Franzini
 
Programa Resumido
Teorema dos esforços virtuais. Método da carga unitária para determinação de deslocamentos em estruturas reticuladas. Resolução de estruturas hiperestáticas pelo método dos esforços. Análise dinâmica de estruturas modeladas como sistemas de um grau de liberdade: vibrações livres (amortecidas ou não); choque mecânico e vibrações forçadas. Elastoplasticidade ideal. Critérios de resistência. Análise limite de estruturas reticuladas em regime elastoplástico ideal: método passo-a-passo. Teoremas estático e cinemático da análise limite intuitiva.
 
Theorem of virtual forces. Unit-load method for the evaluation of displacements in framed structures. Structural analysis of redundant structures by the force method. Dynamic analysis of structures modelled as SDOF systems: free vibrations (damped or not); mechanical impact and forced vibrations. Ideal elastolasticity. Yielding criteria. Limit analysis of framed structures in ideal elastoplastic regime: step-by-step method. Static and kinematic theorems of intuitive limit analysis.
 
 
Programa
Aula	Tópico
1	Teorema dos esforços virtuais (TEV) na teoria da elasticidade e na teoria de barras
	Exercícios
2	Determinação de deslocamentos em estruturas reticuladas isostáticas pelo TEV
	Exercícios
3	Resolução de estruturas hiperestáticas pelo TEV
	Exercícios
4	Determinação de deslocamentos em estruturas reticuladas hiperestáticas pelo TEV
	Exercícios
5	Introdução à dinâmica das estruturas: contextualização histórica e na engenharia de estruturas. Equação do movimento para sistemas de um grau de liberdade. Dinâmica de sistemas de um grau de liberdade: vibrações livres
	Análise experimental de vibrações
6	Dinâmica de sistemas de um grau de liberdade: choque mecânico
	Exercícios
7	Dinâmica de sistemas de um grau de liberdade: carregamento harmônico
	Exercícios
8	Prova P1: matéria da aula 1 até aula 6 com oficinas
	Discussão da P1
9	Dinâmica de sistemas de um grau de liberdade: carregamento impulsivo e carregamento geral
	Integração numérica da equação de movimento de sistemas de um grau de liberdade usando o Matlab
10	Introdução à teoria da plasticidade: material elastoplástico perfeito, limites de plastificação
	Exercícios
11	Tração e compressão simples na elastoplasticidade: carga e descarga
	Sistematização do método passo-a-passo para análise limite de estruturas reticuladas planas
12	Flexão pura, simples e composta na elastoplasticidade
	Sistematização do método passo-a-passo para análise limite de estruturas reticuladas planas
13	Teorema estático da análise limite intuitiva
	Aplicações da análise limite a problemas de mecânica das estruturas e geotecnia
14	Teorema cinemático da análise limite intuitiva
	Palestra
15	Prova P2: matéria da aula 7 até aula 14 com oficinas
	Discussão da P2
 
Class Topic 1 Theorem of virtual forces (TVF) in the theory of elasticity and beam theory Exercises 2 Evaluation of displacements in statically-determined framed structures via TVF Exercises 3 Analysis of redundant structures via TVF Exercises 4 Evaluation of displacements in redundant framed structures via the TVF Exercises 5 Introduction to structural dynamics: historical and structural engineering context. Equation of motion for single-degree-of-freedom (SDOF) systems. Dynamical response of SDOF systems: free vibrations. Experimental analysis of structural vibrations 6 Dynamical response of SDOF systems: mechanical impact Exercises 7 Dynamical response of SDOF systems: harmonic loading Exercises 8 Exam P1: topics from classes 1 to 6 Discussion of P1 9 Dynamical response of SDOF systems: impulsive loading and general dynamic loading Numerical integration of the equation of motion of SDOF systems with Matlab 10 Introduction to the theory of plasticity: ideal elastoplastic material, yielding limits Exercises 11 Simple normal force action (tensile or compression) in elastoplasticity: loading and unloading Step-by-step algorithm for the limit analysis of planar framed structures 12 Pure, simple and compound bending in elastoplasticity Step-by-step algorithm for the limit analysis of planar framed structures 13 Static theorem of intuitive limit analysis Application to the limit analysis of problems in structural and geotechnical engineering 14 Kinematic theorem of intuitive limit analysis Seminar 15 Exam P2: topics from classes 7to 14 Discussion of P2
 
 
Avaliação
     
Método
Avaliação em oficinas mediante trabalhos práticos individuais; provas escritas.
Critério
A=0,4P1+0,4P2+0,2T>=5 (P1 e P2 são as notas nas provas escritas e T é a nota de trabalhos práticos desenvolvidos nas oficinas).
Norma de Recuperação
Não há.
 
Bibliografia
     
- André J. C. et al., Lições em mecânica das estruturas: trabalhos virtuais e energia, vol 1, Oficina de Textos, 2011
- Mazzilli C. E. N. et al., Lições em mecânica das estruturas: dinâmica, vol 2, Editora Blücher, 2016
- André J. C. et al., Lições em mecânica das estruturas: plasticidade, vol 3, Editora Blücher, 2022

 

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