Metodos Numericos en lngenieria 2009

Metodos Numericos en lngenieria 2009

Editores:

Antonio Huerta Eugenio Oii.ate Antonio Rodriguez Ferran

Publicado par

Sociedad Espanola de Metodos Numericos en lngenieria

Isabel N. Figueiredo Luis F. Menezes Ant6nio J.B. Tadeu

APMIAC Associac;iio Portuguesa de Meciinica Tc6rica, Aplicada e Computacional

© Socicdad Espaiiola de Metodos Numericos en Ingcnieria (SEMNI) Edificio C I, Campus Norte UPC Gran Capitan, s/n 08034 Barcelona, Spain www.semni.org

Metodos Numericos en Ingcnicria 2009 A. I-luerta, E. Oiiate, A. Rodrigucz Fcrran, I. N. Figucircdo, L. F. Mcnezes y A. J. B. Tadcu (Eds.)

Primcra cdici6n: Junio 2009

0 Los autorcs

Impreso par: Artes Gnificas Torres, S.L. cl Morales 17,08029 Barcelona, Spain

Deposita Legal: B-28307-09

ISBN: 978-84-96736-66-5

PREFACIO

Este libro contiene Ios resumenes de Ios trabajos presentados en el Congreso de Metodos Numericos en Ingenieria 2009, celebrado en la Universitat Politecnica de Catalunya del29 de junio al2 de julio de 2009. Ellapiz de memoria anejo contiene Ios correspondientes articulos completes. Este congreso ha sido organizado conjuntamente por SEMNI (Sociedad Espafiola de Metodos Numericos en Tngenieria) y APMTAC (Associac;:ao Portuguesa de Mecanica Te6rica, Aplicada e Computacional).

Ambas sociedades decidieron, en 2002, fusionar Ios dos congresos que originalmente promovian por separado. Las anteriores ediciones conjuntas de este congreso se celebraron en Madrid (2002), Lisboa (2004), Granada (2005) y Porto (2007). Los organizadores pensamos que este excelente clima de colaboraci6n y entendimiento cientifico entre Espafia y Portugal es beneficioso para todos. Cabe destacar, ademas, la participaci6n en el congreso de varios investigadores latinoarnericanos y prestigiosos conferenciantes plenarios de universidades norteamericanas y europeas.

El contenido de este volumen es muy amplio y refleja la importante actividad que se desarrolla en Espafia y Portugal en el ambito de Ios metodos numericos. Las comunicaciones abordan tanto Ios aspectos mas te6ricos de Ios metodos numericos como sus aplicaciones a diversos campos, tanto en mecanica de so lidos y estructuras (fractura, geomateriales, estructuras metalicas, ... ) como en mecanica de fluidos y problemas de ondas (fluidos no newtonianos, olas y corrientes, vibraciones y acustica, ... ). Cabe destacar, ademas, el importante numero de trabajos presentados en areas mas recientes, tales como la ingenieria de tejidos humanos y Ios hom1igones con fibras.

Todos Ios trabajos publicados se han reproducido directamente a partir de Ios archives y manuscritos remitidos por Ios autores. El control e impresi6n de este libro se ha realizado a traves del Centre Intemacional de Metodos Numericos en Ingenieria (CIMNE).

Para terminar, Ios organizadores queremos agradecer a Ios autores de !as comunicaciones y a Ios coordinadores de !as sesiones tematicas el esfuerzo realizado, asi como su contribuci6n al exito del congreso.

Barcelona, junio de 2009

El Comite Organizador

SEMNI Antonio Huerta Eugenio Oiiate Antonio Rodriguez Ferran

APMTAC Isabel N. Figueiredo Luis F. Menezes Ant6nio J.B. Tadeu

PREFACIO

Este livro contem os resumos dos trabalhos apresentados no Congreso de Metodos Numericos em Engenharia 2009, realizado na Universitat Politecnica de Catalunya de 29 de junho a 2 de julho de 2009. 0 pen-drive anexo con tern os correspondentes artigos completes. Este congresso foi organizado conjuntamente pela SEMNI (Sociedade Espanhola de Metodos Numericos em Engenharia) e pela APMTAC (Associac;ao Portuguesa de Mecanica Te6rica, Aplicada e Computacional).

Ambas sociedades decidiram, em 2002, fusionar os dois congresses que originalmente promovidos separadamente. As anteriores edit;oes conjuntas deste congresso celebraram-se em Madrid (2002), Lisboa (2004), Granada (2005) e em Porto (2007). Os organizadores pensam que este excelente clima de colaborac;ao e entendimento cientifico entre Espanha e Portugal e benefico para todos. Cabe aqui destacar tambem a participac;ao no congresso de varios investigadores latino­americanos e de prestigiados conferencistas convidados de universidades norte­americanas e europeias.

0 conteudo deste volume e muito amplo e reflecte a importante actividade que se desenvolve em Espanha e Portugal no ambito dos metodos numericos. As comunicac;oes abordam tanto os aspectos mais te6ricos dos metodos numericos como as suas aplicac;oes a diversos campos, tanto em mecanica dos s61idos e estruturas (fraturas, geomateriais, estruturas metalicas, ... ) como em mecanica dos fluidos e problemas de ondas (fluidos nao-newtonianos, ondas e correntes, vibrac;oes e acustica, ... ). Realc,:a-se tambem o importante numero de trabalhos apresentados em areas emergentes, como a engenharia de tecidos humanos e de betao corn fibras.

Todos os trabalhos publicados foram reproduzidos directamente a partir dos ficheiros e manuscritos recebidos dos autores. A composic;ao e a impressao deste livro foram realizadas pelo Centra Internacional de Metodos Numericos em Ingenieria (CIMNE).

Para terminar, os organizadores desejam agradecer aos autores das comunicac,:oes e aos coordenadores das sessoes tematicas o esforc,:o realizado, bem como a sua contribuc;ao para 0 exito do congresso.

Barcelona, junho de 2009

A Comissao Organizadora

SEMNI

Antonio Huerta Eugenio Ofiate Antonio Rodriguez Ferran

APMTAC

Isabel N. Figueiredo Luis F. Menezes Ant6nio J.B. Tadeu

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AGRADECIMIENTOS

Los organizadores del congreso agradecen el apoyo prestado por

Ios siguientes organismos:

Os organizadores do congresso agradecem o apoio prestado pelos

seguintes organismos:

Ministerio de Ciencia e Innovaci6n Centro Intemacional de Metodos Numericos en Ingenieria

Universitat Politecnica de Catalunya E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona

Laboratorio de Catculo Numerico (LaCaN), UPC

Comparing Simplified Calculation Methods and a new Methodology for Analyzing Steel and Composite Steel-Concrete Sections in Fire F. da Sil1•a Bemardes, MR. Banns and J.P. Rodrigues ................ ........................ .. 14 1

Disciio Optimo de Unioncs Scmirrigidas mcdiantc Simulacion Numcrica y Modelos Kriging P. Marti Montru/1 and C. Dia= Game= ........ .. ................ ........................................... 142

Encurvadura Lateral por Flexao-Torc;ao de Vigas de Sccc;ao Vari:ivel Rcstringidas Elasticamente A. A ndrade, P. Provich2ncia and D. Camotim .......... ....... .................. .......... ... ........... 143

Estabilidade de Porticos Mct:ilicos Tri-Dimcnsionais: Utiliza.,:ao de Modclos Numcricos Bascados na Tcoria Gcneralizada de Vigas (GBT) C. Basag/ia, D. Camotim and N. Silvcstre .......................................... ... ................ .. 144

lnftuencia de 1as lmpcrfeccioncs Estructuralcs en la Modclizacion de Vigas Armadas de Accro sometidas a Cargas Conccntradas lvl. Serrat, R. Cilacon and E. Real ........ ......... .. ........................ ................................. 145

tnterac.,:ao Distorcional/Giobal cm Colunas de A-ro Enformadas a Frio corn Scc.,:ao em C: An:ilise por Elcmentos Finitos P.B. Dinis and D. Camotim ... ........ ... ....... .. ......................................... ................ ...... 146

Modelac;ao Numcrica de Elementos Estruturais cm A-ro Inoxid:ivcl corn Scc-riics Esbeltas cm Situac;ao de lnccndio N. Lopes, P. Vi/a Real, P. Piloto, L. Mesquila and L. Simoes da Silva ..................... 147

Modelizacion Numcrica de Ensayos en Pilares Tubulares Circulares Rcllcnos de Hormigon R. Cilacon, E. Mirambe/1 and E. Real...................................................................... 148

Modclo de Contacto para Scc.,:iies Mistas parcialmcnte Embcbidas P.A. Piloto, A.B. Gavilim and L.M. Mesquita ... ............................ ............................ 149

Modelo Numcrico Tridimensional para la Rcsistcncia al Fuego de Pi lares Tubularcs de Acero Esbeltos Relic nos de Hormigon A. Espinos, A. Hospitaler and !vi.L. Romero ........... ............. .. .......... ....... .... ... .......... 150

Modelo Numcrico Unidimensional de Perfilcs Tubulares de Acero Rellenos de Hormigon J.!vl. Portoles. M.L. Romero. F. C. Filippou, J.L. Bone/ and D. Hemande=-Figueirido .. .. ... .. . . . ...... .. .. .... ... .. . ... . . . .. ... . . .... ... . . ... ...... .... ... ..... ... . . ...... .. .... ... .. .. .. . . . ...... ... 151

Sobre la Resolucion Estructural de Vigas Alveolares R.A. Galindo Aires and.!. Simclle= Martin............................................................... 152

Thermal and Mechanical Analysis of Steel and Composite Steel and Concrete Sections in Case of Fire F. do Silva Bemardes, J.P. Rodrigues and M. H. Barros ... .......... .... ......... .......... ..... . 153

Urn Modelo de Transfercncia de Calor e de Massa de Tintas lntumesccntes na Protec-rao ao Fogo do A-ro L. Mesquita, P. Piloto and M. V a= ....................... ............... ..... ... . ....... ...................... 154

Un Modelo Diferencial de Histcresis para Paredes de Cortante en Estructuras de Acero Conformado en Frio N. Pas/01; A. Rodrigue=-Ferran and A. Amedo .................. .............................. ........ 156

LENDS DE

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Metodos Numericos en lngenierla 2009

Estructuras metalicas y mixtas

MODELO DE CONTACTO PARA SEC<:OES MISTAS P ARCIALMENTE EMBEBIDAS

Paulo A.G. Piloto1, Ana B. Ramos Gavilan2

, Luis M.R. Mesquita1

1 lnstituto Politecnico de Brngan~a Campus Santa Apo16nia, Ap. 11 34,

5300·857 Brngan~a. Portugal ppiloto@ipb.pt, lmcsquita@ipb.pt

2 Universidad de Salamanca Campus de Viriato, Av. Cardcnal Cisneros, 34,

49022 Zamorn, Espaila arnmos@usal.es

RESUMO

149

As secyoes mistas parcialmente embebidas sao constituidas por perfis metalicos em a9o corn betao refor9ado, localizado entre os banzos dos perfls. Estes elementos mistos aumentam a capacidade resistente dos perfis metalicos a temperatura ambiente e em condi9oes de incendio. 0 modelo de elementos finitos utilizado para simulayiio do elemento corn secyiio mista e composto por elementos de casca para representar o perfil metalico, elementos solidos corn barras para simular o betiio reforyado e finalmente corn elementos de mola para simular o contacto. Este ultimo elemento possui urn comportamento niio linear para simular o contacto exislente entre os do is materia is, ver figura I. Siio comparados os resultados numericos das deforma9oes em quatro pantos discretos do comprimento do elemento, assim coma o deslocamento relativo entre os dois materiais. Esta comparayiio permite estabelecer o valor da tensiio maxima de adesao entre os dois materiais e a respectiva varia9iio para solicitayoes axiais.

1 7. '

Figura I - Representa9iio do modelo de estrutura mista.

REFERENCIAS [I] - J. Ding and Y.C. Wang; "Realistic modelling of thermal and structural behaviour of unprotected concrete filled tubular columns in fire"; Journal of Constructional Steel Research, Volume 64, Issue 10, October 2008, Pages 1086- 1102. [2] - Noriyuki Ogura, John E. Bolander and Toshikatsu Ichinose; "Analysis of bond splitting fai lure of deformed bars within structural concrete"; Engineering Structures, Volume 30, Issue 2, February 2008, Pages 428-435.

Melodos Nu~r~ef"ices elil llilgenieria 20

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CONGRESO DE METODOS NUMERICOS EN INGENIERIA 2009

Este congreso ha sido organizado conjuntamente por SEMNI (Sociedad Espaiiola de Metodos Numericos en lngenierfa) y APMTAC (Associa9ao Portuguesa de Mecanica Te6rica, Aplicada e Computacional). Ambas sociedades decidieron, en 2002, fusionar Ios dos congresos que originalmente promovfan por separado. Las anteriores ediciones conjuntas de este congreso se celebraron en Madrid (2002), Lisboa (2004), Granada (2005) y Porta (2007).

Lugar y fecha de celebraci6n

Universitat Politecnica de Catalunya, Barcelona, del 29 de junio al 2 de julio de 2009.

Comite organizador SEMNI Antonio Huerta (UPC) Eugenio Oiiate (UPC) Antonio Rodrfguez Ferran (UPC)

Comite cientifico Eduardo Arantes e Oliveira (1ST) Joaquim I. Barbosa (UE & ENIDH) Dinar Camotim (1ST) Manuel Casteleiro (UDC) Miguel Cervera (UPC) Jose Cesar de Sa (FEUP) lgnasi Colominas (UDC) Elias Cueto (UNIZAR) Juana Fortes (LNEC) Rafael Gallego (UGR) Jose Marfa Goicolea (UPM) Paulo Louren9o (UM) Carlos Mota Soares (1ST)

APMTAC lsabel N. Figueiredo (UC) Lufs F. Menezes (UC) Ant6nio J. B. Tadeu (UC)

Fermfn Navarrina (UDC) Paulo Oliveira (UBI) Xavier Oliver (UPC) Jose Carlos Pereira (1ST) Paulo Piloto (IPB) Carlos Pina (LNEC) Jose Luis Perez Aparicio (UPV) Joao Rocha Almeida (UNL) Helder Rodrigues (1ST) Adelia Sequeira (1ST) Benjamfn Suarez (UPC) Filipe Teixeira Dias (UA) Paulo Vila Real (UA)

ENIDH: Escola Nautica Infante D. Henrique; FEUP: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porta; IPB: lnstituto Politecnico de Braganga; 1ST: lnstituto Superior Tecnico; LNEC: Laborat6rio Nacional de Engenharia Civil; UA: Universidade de Aveiro; UBI: Universidade da Beira Interior; UC: Universidade de Coimbra; UDC: Universidad de La Coruiia; UE: Universidade de Evora; UGR: Universidad de Granada; UM: Universidade do Minho; UNIZAR: Universidad de Zaragoza; UNL: Universidade Nova de Lisboa; UPC: Universidad Politecnica de Cataluiia; UPM: Universidad Politecnica de Madrid; UPV: Universidad Politecnica de Valencia; US: Universidad de Sevilla

1

Conferenciantes plenarios Gustavo Ayala, Universidad Nacional Aut6noma de Mexico Francisco Chinesta, Ecole Centrale de Nantes Bernardo Cockburn, University of Minnesota Raimundo Delgado, Universidade do Porta Carlos Fiolhais, Universidade de Coimbra Jaume Peraire, Massachusetts Institute of Technology

Secretaria del congreso

Sociedad Espaiiola de Metodos Numericos en lngenierfa (SEMNI) Edificio C-1, Campus Norte UPC Cl Gran Capitan, s/n 08034 Barcelona Tel: +34 93 405 46 96/97 E-mail: MetNum09@cimne.upc.edu Fax: +34 93 205 83 47 Web: http://congress.cimne.com/MetNum09

AGRADECIMIENTOS

Los organizadores del congreso agradecen el apoyo prestado par Ios siguientes organismos:

Ministerio de Ciencia e lnnovaci6n Centra lnternacional de Metodos Numericos en lngenierfa Universitat Politecnica de Catalunya E.T.S. de lngenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona Laboratorio de Calculo Numerico (LaGaN), UPC

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