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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14218
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Otimização do comportamento de sistemas estruturais pré-moldados de concreto com ligações viga-pilar deformáveis à flexão |
Author: | Costa, Rodrigo Reis de Rezende |
First Advisor: | Lima, Maria Cristina Vidigal de |
First member of the Committee: | Castilho, Vanessa Cristina de |
Second member of the Committee: | Araújo, Daniel de Lima |
Summary: | Com a finalidade de obter a melhor relação entre as partes de um sistema estrutural de concreto pré-moldado, propõe-se realizar a otimização de pórticos planos com ligações semirrígidas entre vigas e pilares. Para isto, alguns pórticos foram simulados numericamente através do Método dos Elementos Finitos, em que vigas e pilares foram modelados por elementos de barra e as ligações viga-pilar por elementos de mola, possibilitando a modificação de sua rigidez. A função objetivo implementada baseou-se na busca da menor rigidez da ligação, que atendesse a estabilidade global da edificação. Ao final do processo, um modelo de ligação com rigidez ótima foi adotado para compor o pórtico, seguindo com a verificação do deslocamento horizontal máximo permitido. A importância da consideração da semirrigidez da ligação está em evitar idealizações de projeto que tendem a considerar as ligações como perfeitamente articuladas ou rígidas. Ligações para pilar central e para pilar de canto com fator de restrição da ordem de 0,32 e 0,27, respectivamente, foram responsáveis por reduzir o momento na base dos pilares em 36%, enquanto que a redução do deslocamento no topo do pórtico atingiu 76%. Já para um segundo pórtico analisado, ligações semirrígidas entre viga e pilar com fatores de restrição médio de 0,33 foram suficientes para atender o deslocamento horizontal máximo permitido e o momento solicitante da ligação, atingindo um parâmetro de estabilidade global igual a 1,12. Isto comprova que mesmo ligações com baixas restrições geram ganhos significativos do ponto de vista estrutural, sem prejuízos dos aspectos construtivos e de montagem. |
Abstract: | In order to obtain the best relation between the parts of a structural system of precast concrete, this work proposes to perform the optimization of plane frames with semi-rigid connections between beams and columns. For this, some frames were simulated numerically using the Finite Element Method, in which beams and columns were modeled by beam elements and the beam-column connections by spring elements, allowing the modification of its stiffness. The implemented objective function was based on the search of lowest stiffness connection, which would meet the global stability of the building. At the end of the process, a connection model with great stiffness was adopted to compose the frame, followed by checking the horizontal displacement maximum allowed. The importance of considering the stiffness connection is to avoid idealizations in design that tend to consider the connections as perfectly articulated or perfectly rigid. Connections in central column and corner column with fixity factor about 0.32 and 0.27, respectively, were responsible for reducing the bending moments at the base of the columns by 36%, while reducing the displacement at the top of the frame reached 76%. For a second frame, semi-rigid connections between beam and column averaging fixity factor of 0.33 were sufficient to satisfy the maximum allowable horizontal displacement and the acting moment at connection. This proves that even connections with low constraints provide significant gains from a structural point of view, without loss of the constructive aspects and assembly. |
Keywords: | Análise estrutural Concreto pré-moldado Modelagem numérica Ligações semirrígidas Otimização Structural analysis Precast concrete Numerical modeling Semi-rigid connections optimization Teoria das estruturas Concreto Otimização estrutural |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Language: | por |
Country: | BR |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Institution Acronym: | UFU |
Department: | Engenharias |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil |
Quote: | COSTA, Rodrigo Reis de Rezende. Otimização do comportamento de sistemas estruturais pré-moldados de concreto com ligações viga-pilar deformáveis à flexão. 2015. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.319 |
Document identifier: | https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.319 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14218 |
Date of defense: | 14-Jul-2015 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Civil |
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