Análise de Estruturas I
Código
10442
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Civil
Créditos
6.0
Professor responsável
Corneliu Cismasiu, Rui Pedro César Marreiros
Horas semanais
5
Total de horas
28
Língua de ensino
Português
Objectivos
A unidade curricular tem como objectivo proporcionar aos alunos os conhecimentos básicos sobre a formulação e a aplicação de métodos sistemáticos para a análise de estruturas reticuladas que constitui um sólida base para futuro desenvolvimento do método dos elementos finitos.
No final desta unidade curricular o estudante terá de conseguir:
Formular a matriz de flexibilidade e de rigidez para estruturas reticuladas.
Comprender e identificar as hipóteses e os passos a adotar na análise estrutural o metodo das forças e dos deslocamentos
Usar os metodos energéticos, de forças e dos deslocamentos para o calculo de deslocamentos, esforços reacções em estruturas reticuladas com várias condições de apoio.
Determinar os esforços provocados por várialções de temperatura e assentamentos de apoios .
Desenvolver a competência da aplicação dos métodos básicos de análise estrutural e a capacidade de julgamento crítico o sobre comportamento estrutural.
Pré-requisitos
Estática e Resistência de Materiais I são pré-requisitos.
Para ter um bom êxito na aprendizagem os alunos devem ter conhecimentos de Resistência de Materiais II.
Conteúdo
1. Introdução à análise de estruturas
2. Simetria e Anti-simetria
Estruturas simétricas com acção simétrica e com ação antissimétrica.
3 - Método das Forças
Princípio do trabalho virtual e do trabalho virtual complementar
Grau de hiperestacidade estrutural.
Descrição do Método. Matriz de flexibilidade. Sistema base
Aplicação do Método das forças à análise de estruturas
Cálculo dos deslocamentos em estruturas hiperstáticas
4 - Método dos deslocamentos
Soluções fundamentais para barras isoladas.
Indeterminação cinemática. Sistema base.
Metodologia de análise. Formulação directa
Definição alternativa da matriz de rigidez e do vector das forças de fixação.
5 - Comparação entre o método das forças e o método dos deslocamentos
Dualidade entre o método dos deslocamentos e o método das forças
6. Teoria de lajes:
Lajes de finas (Kirchhoff) e espessas (Reissner-Mindlin)
Relações fundamentais, Eq. Lagrange e condições de fronteira, etc.
Algumas soluções analíticas (Navier, Lévy, flexão cilíndrica, lajes circulares)
Modelação de lajes com elementos de grelha.
Bibliografia
Bibliografia principal:
1. A. Ghali, A. M. Neville and T.G. Brown. Structural Analysis. A unified classical and matrix approach. E & FN Spon, 6th edition, 2009
2. J.A. Teixeira de Freitas e Carlos Tiago, Análise elástica de estruturas reticuladas, IST, Lisboa, 2010.
3. C. Cismasiu, I. Cismasiu Apontamentos das aulas teóricas (disponíveis na página da disciplina)
Bibliografia secundária:
1. Kenneth M. Leet and Chia-Ming Uang and Anne M. Gilbert. Fundamentals of Structural Analysis. McGraw Hill, 3rd ed. 2008
2. R. C. Hibbeler. Structural Analysis. Prentice Hall, 5th edition, 2001
3. W. McGuire, R. H. Gallagher, and R. D. Ziemian.Matrix structural analysis. John Wiley & Sons, Inc., 2nd edition, 2000
4. T. R. G. Smith. Linear Analysis of Frameworks. Ellis Horwood Series in Engineering Science. Prentice Hall Europe, 1983.
Método de ensino
O ensino da disciplina assenta sobre dois pilares fundamentais, aulas teóricas e aulas práticas.
Nas aulas teóricas são constiuidas por exposições que servem para introduzir os conceitos fundamentais da disciplina associados a cada um dos tópicos da matéria acompanhadas da apresentação de pequenos exemplos práticos. Fora das aulas teóricas os alunos são incentivados a resolver individualmente de modo interactivo um conjunto de problemas propostos.
Nas aulas práticas, são resolvidos problemas envolvendo um número reduzido de graus de liberdade estáticas e cinemáticas, que permite a solução manual ou com recurso a uma calculadora. O objectivo destas aulas é, fundamentalmente, proporcionar uma visão mais prática dos conceitos teóricos promover a iniciativa e a participação dos alunos.
Método de avaliação
Método de Avaliação (2016-2017)
Os métodos de avaliação da disciplina estão de acordo com o Regulamento de Avaliação revisto em 30/07/2014.
A avaliação de conhecimentos terá, essencialmente, duas componentes: a avaliação teórico-prática realizada através de três testes e avaliação sumativa, realizada ao longo do semestre nas aulas teóricas e aulas práticas.
1. Avaliação teórico-prática:
Para a avaliação teórico-prática a matéria da disciplina será dividida em três partes (partes A, B e C). As diferentes partes correspondem, por norma, a divisão lógica da matéria leccionada.
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Teste 1 (NA – 6.5 val) - (aprox. 1.5 horas): Parte A: Métodos das Forças e Simetria
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Teste 2 (NB – 7.0 val) - (aprox. 1.5 horas): Parte B: Método dos Deslocamentos e Simétria
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Teste 3 (NC – 6.5 val) - (aprox. 1.5) : Parte C: - Teoria das Lajes
2. Avaliação sumativa:
A nota da MTP da avaliação sumativa será obtida com base em resolução escrita de vários problemas realizados durante as aulas práticas e teóricas, pela assiduidade dos alunos e pela apreciação do docente.
MTP = NAP x NAT
NAP = 0 a 20 valores e NAT = 0% a 100%
Nas aulas práticas serão resolvidos vários problemas, dos quais serão escolhidos aleatoriamente alguns para a avaliação sumativa.
A avaliação das aulas práticas NAP será composta pela classificação das resoluções dos problemas escolhidos e pela apreciação do docente.
A avaliação das aulas teóricas NAT será composta pela assiduidade dos alunos e pela apreciação do docente.
3. Frequência
A frequência será obtida de acordo com o Artigo 6º do Regulamento de Avaliação. Para obter frequência é necessário:
a presença em pelos menos 2/3 das aulas práticas
Dispensa da frequência será concedida nos casos especiais regulamentados (TE, AAC,DA, etc).
4. Época Normal
NE = NA + NB + NC ≥ 7.5 (Classificação: de 0 a 20 valores)
5. Época de Recurso
Exame de Recurso: NE ≥ 7.5 (Classificação: de 0 a 20 valores)
6. Classificação Final
NFinal = 0.85xNE + 0.15xMTP ≥ 9.5
Os alunos que tiverem estatuto especial regulamentado (TE, AAC, DA, etc) deverão realizar, numa data marcada, um teste para a obtenção da nota da componente sumativa MTP.
Os alunos com classificação final superior a 16 valores terão de efectuar uma prova oral para confirmação da nota. Neste caso, a classificação do aluno será a classificação da prova oral. Caso não compareçam, a nota final será 16 valores.
7. Observações
Para ter acesso a 3º Teste da Época Normal e Recurso é necessário a obtenção da frequência.
É necessário fazer a inscrição para os testes de avaliação contínua, caso contrário aplicam-se as regras do ponto 10. do Artigo 5º das regras de avaliação vigentes.
Nos testes da Época Normal e no exame da Época de Recurso é permitida apenas a consulta do formulário fornecido.
8. Datas de Avaliação
Teste 1 – 26 de Outubro
Teste 2 - 19 de Novembro
Teste 3 - 16 de Dezembro