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Prova comentada: métodos dos elementos finitos

Conteúdo teórico-prático avalia a capacidade do aluno de desenvolver modelos de elementos finitos para a tomada de decisão em problemas estruturais e propor soluções competitivas dentro dos limites das teorias e das prescrições normativas

Edição 241 - Abril/2017

Ministrada para os alunos do 8º semestre do curso de engenharia civil da Universidade Presbiteriana Mackenzie, a disciplina Método dos Elementos Finitos (MEF) aborda, nas aulas teóricas, as principais formulações dos elementos finitos estruturais (treliça, pórtico, grelha, chapa e casca) utilizadas nas análises estática e modal para as verificações de deslocamentos, vibrações excessivas e segurança estrutural, com base nos critérios de resistência para concreto e aço. As aulas práticas são oferecidas nos laboratórios de simulação com acesso às versões atualizadas dos programas comerciais ANSYS, SAP2000, TQS e FTOOL (licenças educacionais).

Professor da disciplina e coordenador adjunto do curso de engenharia civil no Mackenzie, o engenheiro civil Alfonso Pappalardo Jr. conta que o MEF ganhou ainda mais prestígio entre os projetistas de estruturas de concreto armado para edifícios com a publicação da NBR 6118:2003 (Projeto de Estruturas de Concreto), que apresentou um capítulo sobre os princípios gerais da análise estrutural, recomendando o uso do MEF, que atende praticamente a todas as áreas da engenharia civil. 'Em estruturas e geotecnia são realizadas análises de campos acoplados com interação solo-estrutura (barragens e escavação de túneis) e fluido-estrutura (vibrações em pontes induzidas pela ação do vento, validação de ensaios de túnel de vento em edifícios de formas complexas e tensoestruturas). Na área de infraestrutura de transportes, o MEF é aplicado, por exemplo, em projetos de pavimentos aeroportuários sujeitos às ações dinâmicas. Já na área de construção civil, é geralmente utilizado em análises termoestruturais para avaliar os efeitos causados pela elevação adiabática da temperatura do concreto massa e em análises de conforto (térmico e acústico) para atender às normas de desempenho. E, nas áreas de meio ambiente e recursos hídricos, para a simulação de problemas de transporte de poluentes em solos contaminados', explica o professor.

Segundo Pappalardo Jr., para acompanhar as aulas práticas, o aluno deve demonstrar percepção estrutural em relação ao comportamento dos elementos estruturais, fazendo uso dos principais fundamentos desenvolvidos nas aulas das disciplinas do eixo Estruturas e Fundações: Resistência dos Materiais (3º e 4º semestres), Estabilidade das Construções (5º, 6º e 7º semestres), Estruturas de Concreto (7º, 8º e 9º semestres), Estruturas Metálicas (8º semestre), Estruturas de Madeira (8º semestre) e Fundações (8º semestre). Para as aulas teóricas, são utilizados os conceitos de Cálculo Numérico e Álgebra Linear nos tópicos: operações e álgebra matricial, determinantes, resolução de sistemas lineares e não lineares, problemas de autovalores e autovetores, interpolação polinomial e integração numérica.

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