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[en] BEHAVIOUR OF STRUCTURAL STEEL ENDPLATE JOINTS SUBJECTED TO BENDING MOMENT AND AXIAL FORCE / [pt] COMPORTAMENTO DE LIGAÇÕES COM PLACA DE EXTREMIDADE EM ESTRUTURAS DE AÇO SUBMETIDAS A MOMENTO FLETOR E FORÇA AXIALLUCIANO RODRIGUES ORNELAS DE LIMA 19 November 2003 (has links)
[pt] Tradicionalmente, o projeto de pórticos em estruturas de
aço assume que as ligações viga-coluna são rígidas ou
flexíveis. As ligações rígidas, onde não ocorre nenhuma
rotação entre os membros conectados, transferem não só
momento fletor, mas também força cortante e força normal.
Por outro lado, as ligações flexíveis são caracterizadas
pela liberdade de rotação entre os membros conectados
impedindo a transmissão de momento fletor.
Desconsiderando-
se estes fatos, sabe-se que a grande maioria das
ligações não possuem este comportamento idealizado. De
fato, a maioria das ligações transfere algum momento
fletor
com um nível de rotação associado. Estas ligações são
chamadas semi-rígidas e seu dimensionamento deve ser
executado de acordo com este comportamento estrutural
real.
Porém, algumas ligações viga-coluna estão sujeitas a uma
combinação de momento fletor e esforço axial. O nível de
esforço axial pode ser significativo, principalmente em
ligações de pórticos metálicos com vigas inclinadas, em
pórticos não-contraventados ou em pórticos com pavimentos
incompletos. As normas atuais de dimensionamento de
ligações estruturais em aço não consideram a presença de
esforço axial (tração e/ou compressão) nas ligações.
Uma limitação empírica de 5 por cento da resistência plástica da
viga é a única condição imposta no Eurocode 3. O objetivo
deste trabalho é descrever alguns resultados
experimentais
e numéricos para estender a filosofia do método das
componentes para ligações com ações combinadas de momento
fletor e esforço axial. Para se cumprir este objetivo,
quinze ensaios foram realizados e um modelo mecânico é
apresentado para ser usado na avaliação das propriedades
da
ligação: resistência à flexão, rigidez inicial e
capacidade
de rotação. / [en] Traditionally, the steel portal frame design assumes that beam-to-column
joints are rigid or pinned. Rigid joints, where no relative rotations occur between
the connected members, transfer not only substantial bending moments, but also
shear and axial forces. On the other extreme, pinned joints, are characterised by
almost free rotation movement between the connected elements that prevents
the transmission of bending moments.
Despite these facts, it is largely recognised that the great majority of joints
does not exhibit such idealised behaviour. In fact, many joints transfer some
bending moments associated with rotations. These joints are called semi-rigid,
and their design should be performed according to their real structural behaviour.
However, some steel beam-to-column joints are often subjected to a
combination of bending and axial forces. The level of axial forces in the joint may
be significant, typical of pitched-roof portal frames, sway frames or frames with
incomplete floors. Current standard for steel joints do not take into account the
presence of axial forces (tension and/or compression) in the joints. A single
empirical limitation of 5 percent of the beam s plastic axial capacity is the only enforced
provision in Annex J of Eurocode 3. The objective of the present work is to
describe some experimental and numerical results to extend the philosophy of
the component method to deal with the combined action of bending and axial
forces. To fulfil this objective a set of sixteen specimens were performed and a
mechanical model was developed to be used in the evaluation of the joint
properties: bending moment resistance, initial stiffness and rotation capacity.
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Modelagem numérica de ligações viga-coluna em aço sob momento fletor e força normal. / Numerical modeling of steel beam-to-column joints subjected to bending and normal force.Monique Cordeiro Rodrigues 14 August 2009 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As ligações desempenham um papel fundamental no comportamento global das estruturas de aço. Inúmeros trabalhos de pesquisa têm sido desenvolvidos para entender o comportamento real de uma ligação e sua influência na resistência global dos pórticos. Atualmente, a Norma Brasileira de estruturas de aço de edificações, NBR 8800, considera o comportamento das ligações entre duas situações extremas: rígidas, onde não ocorre nenhuma rotação entre os membros conectados, transferindo momento fletor, força cortante e força normal; ou flexíveis, caracterizadas pela liberdade de rotação entre os membros conectados, impedindo a transmissão de momento fletor. Outras normas de projeto de estruturas de aço, consideram que as ligações apresentam um comportamento intermediário, ou seja, semi-rigídas, que podem estar submetidas a uma combinação de momento fletor e esforço normal. Porém, mesmo com a combinação, estas normas não consideram a presença de esforço normal (tração e/ou compressão). Uma limitação empírica de 5% da resistência plástica da viga é a única condição imposta no Eurocode 3. Para o estudo da ligação semi-rigída será utilizada a filosofia do Método das Componentes, que verifica a resistência da ligação e sua classificação quanto à rigidez rotacional, desenvolvida através de modelos mecânicos (modelos de molas). O objetivo deste trabalho é descrever alguns resultados de caracterização de ligações viga-coluna com placa de extremidade ajustada à altura da viga obtidos através de um modelo de elementos finitos. Para tal, será realizada uma análise não-linear geométrica e de material. Esta análise possibilitará avaliar os principais parâmetros que influenciam no comportamento deste componente no que diz respeito a sua avaliação em termos de distribuição de tensões e deformações no modelo de forma global. / The joints develop a fundamental role in the global behaviour of steel structures. Several researches are being developed to understand the real behaviour of a joint and its influence in the global frame capacity and beam-to-column joints of the steels buildings. Nowadays, the Brazilian Code of the Steel Portal Frame Design, NBR 8800, considers the joint behaviour between two extreme situations: rigid, where any rotations dont occur between the connected members, transfering substantial bending moments, and also shear and axial forces; or pinned, its characterised by almost free rotation movement between the connected elements that prevents the transmission of bending moments. However, some actual codes of the steel structures project, consider that the joints present an intermediate behaviour, in other words, semi-rigid, that may be subjected to a combination of bending moment and axial force. But, these codes dont consider the presence of axial force (tension and/ or compression). A single empirical limitation of 5% of the beams plastic axial capacity is the only enforced provision in Eurocode 3. This filosofy design is based on components method, for joint capacity evaluation and its classification concerning the joint rotation stiffness. This component method is based on mechanical models (spring model) created by an association of rigids and flexible joints components represented by a translacional spring. The objective of this present work is describing some results of flush endplate semi-rigids beam-to-column joints obtained across finite elements method and geometric and material non-linear analises. These consider the main parameters that influence the components behaviour about the stress and deformation distribution.
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[en] STRUCTURAL EVALUATION OF END PLATE STEEL SEMI-RIGID CONNECTIONS / [pt] AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE LIGAÇÕES SEMI-RÍGIDAS EM AÇO COM PLACA DE EXTREMIDADEFERNANDO BUSATO RAMIRES 30 April 2004 (has links)
[pt] As ligações viga-pilar desempenham uma função fundamental
para a determinação do comportamento real de estruturas de
aço. Portanto torna-se necessária uma avaliação muito
criteriosa das reais características geométricas e
mecânicas destas ligações, substituindo as tradicionais
considerações idealizadas, rígida e flexível, pela
modelagem semi-rígida.Atualmente um dos métodos mais
utilizados para caracterização de ligações
semi-rígidas se fundamenta no método das componentes,
descrito pelo Eurocode 3, que consiste na determinação da
resistência e rigidez dos elementos de maior influência no
comportamento de uma ligação. Com a intenção de se
desenvolver um estudo sobre as ligações semi-rígidas,
inicialmente foi implementado computacionalmente um sistema
de análise e dimensionamento capaz de avaliar o
comportamento estrutural destas ligações a partir
da informação das propriedades geométricas de ligações viga-
pilar executadas com placa de extremidade, produzindo uma
base de dados para um projeto estrutural mais seguro.
Adicionalmente também foi executado um estudo sobre a
otimização do dimensionamento de ligações semi-rígidas,
através da criação de um sistema para determinação do
modelo ótimo, utilizando-se algoritmos genéticos. Neste
sistema, através da variação de parâmetros geométricos,
determinados de acordo com a necessidade do usuário, obtém-
se o modelo ideal de comportamento dentro de uma
gama de soluções possíveis. Finalizando o presente estudo
sobre ligações semi-rígidas, apresenta-se uma
nova metodologia para consideração de ligações aparafusadas
com placa de extremidade de altura variável, (header
plate), que tradicionalmente são consideradas
como flexíveis. Estas ligações foram analisadas através do
método das componentes, determinando suas limitações de
resistência à flexão e ao corte, juntamente com sua
rigidez rotacional, efetuando-se modificações nas
componentes apresentadas no Eurocode 3. / [en] The beam-to-column connections play fundamental role in the
determination of the real behavior of steel structures.
Therefore it is imperative to proper evaluate and
consider the real geometric and mechanical properties of
these connections, substituting the traditional idealized
considerations, rigid and flexible, for the semi-rigid
modelling approach. Nowadays one of the most used methods
in the semi-rigid connection design is named
the components method, described in the Eurocode 3. This
method is based on the determination of the connection
bending capacity and initial stiffness from the most
relevant structural element parts. The main objective of
this investigation was to evaluate the semi-rigid connection
structural response. This was made by the development of a
computer system capable to properly evaluate the behaviour
of these connections. This program used the end plate
beam-to-column connection material and geometric properties
to fulfil this objective, producing a comprehensive
database later to be used for more reliable structural
project. Additionally an optimisation module was also
implemented on the semi-rigid connection program, using
genetic algorithms, where through the variation of certain
geometric parameters, chosen in accordance to the user's
requirements, the ideal connection structural behaviour
could be determined from a range of pertinent solutions.
Concluding the present study an alternative procedure is
proposed for header plate connections where traditionally
only shear was assumed to be transmitted. These
connections were analysed according to the component
method, to determine their bending and shear resistance,
initial stiffness and rotation capacity, through
modifications made on the relevant structural components
presented in Eurocode 3 standard.
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Modelagem numérica de ligações viga-coluna em aço sob momento fletor e força normal. / Numerical modeling of steel beam-to-column joints subjected to bending and normal force.Monique Cordeiro Rodrigues 14 August 2009 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As ligações desempenham um papel fundamental no comportamento global das estruturas de aço. Inúmeros trabalhos de pesquisa têm sido desenvolvidos para entender o comportamento real de uma ligação e sua influência na resistência global dos pórticos. Atualmente, a Norma Brasileira de estruturas de aço de edificações, NBR 8800, considera o comportamento das ligações entre duas situações extremas: rígidas, onde não ocorre nenhuma rotação entre os membros conectados, transferindo momento fletor, força cortante e força normal; ou flexíveis, caracterizadas pela liberdade de rotação entre os membros conectados, impedindo a transmissão de momento fletor. Outras normas de projeto de estruturas de aço, consideram que as ligações apresentam um comportamento intermediário, ou seja, semi-rigídas, que podem estar submetidas a uma combinação de momento fletor e esforço normal. Porém, mesmo com a combinação, estas normas não consideram a presença de esforço normal (tração e/ou compressão). Uma limitação empírica de 5% da resistência plástica da viga é a única condição imposta no Eurocode 3. Para o estudo da ligação semi-rigída será utilizada a filosofia do Método das Componentes, que verifica a resistência da ligação e sua classificação quanto à rigidez rotacional, desenvolvida através de modelos mecânicos (modelos de molas). O objetivo deste trabalho é descrever alguns resultados de caracterização de ligações viga-coluna com placa de extremidade ajustada à altura da viga obtidos através de um modelo de elementos finitos. Para tal, será realizada uma análise não-linear geométrica e de material. Esta análise possibilitará avaliar os principais parâmetros que influenciam no comportamento deste componente no que diz respeito a sua avaliação em termos de distribuição de tensões e deformações no modelo de forma global. / The joints develop a fundamental role in the global behaviour of steel structures. Several researches are being developed to understand the real behaviour of a joint and its influence in the global frame capacity and beam-to-column joints of the steels buildings. Nowadays, the Brazilian Code of the Steel Portal Frame Design, NBR 8800, considers the joint behaviour between two extreme situations: rigid, where any rotations dont occur between the connected members, transfering substantial bending moments, and also shear and axial forces; or pinned, its characterised by almost free rotation movement between the connected elements that prevents the transmission of bending moments. However, some actual codes of the steel structures project, consider that the joints present an intermediate behaviour, in other words, semi-rigid, that may be subjected to a combination of bending moment and axial force. But, these codes dont consider the presence of axial force (tension and/ or compression). A single empirical limitation of 5% of the beams plastic axial capacity is the only enforced provision in Eurocode 3. This filosofy design is based on components method, for joint capacity evaluation and its classification concerning the joint rotation stiffness. This component method is based on mechanical models (spring model) created by an association of rigids and flexible joints components represented by a translacional spring. The objective of this present work is describing some results of flush endplate semi-rigids beam-to-column joints obtained across finite elements method and geometric and material non-linear analises. These consider the main parameters that influence the components behaviour about the stress and deformation distribution.
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Análise Paramétrica de Ligações com Placa de Extremidade em Estruturas de Aço Submetidas a Momento Fletor e Força Axial / Parametrical Analysis of Structural Steel Endplate Joints Subjected to Bending Moment and Axial Force.Pedro Carlos da Lomba Nunes 27 April 2006 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Usualmente, o projeto de pórticos em estruturas de aço assume que as ligações viga-coluna são rígidas ou flexíveis. As ligações rígidas, onde não ocorre nenhuma rotação entre os membros
conectados, transferem não só momento fletor, mas também força cortante e força normal. Por outro lado, as ligações flexíveis são caracterizadas pela liberdade de rotação entre os membros conectados impedindo a transmissão de momento fletor. Sabe-se que a grande maioria das ligações não possuem este comportamento idealizado. Na realidade, a maioria das ligações transfere algum momento fletor com um nível de rotação associado. Estas ligações são denominadas semi-rígidas e seu dimensionamento deve ser executado de acordo com este
comportamento estrutural. Contudo, algumas ligações viga-coluna estão sujeitas a uma combinação de momento fletor (M) e força axial (N). O nível de esforço normal pode ser
significativo, principalmente em ligações de pórticos metálicos com vigas inclinadas, em pórticos não- contraventados ou em pórticos com pavimentos incompletos. As normas atuais de
dimensionamento de ligações estruturais em aço não consideram a presença de esforço normal (tração e/ou compressão) nas ligações. Uma limitação empírica de 5% da resistência plástica da
viga é a única condição imposta no Eurocode 3. O objetivo deste trabalho é realizar uma análise paramétrica de dois tipos de ligações aparafusadas para se avaliar a influência de combinações M/N no comportamento global destas ligações. Para se cumprir este objetivo, os resultados experimentais de quinze ensaios realizados por Lima [1] são comparados com os resultados obtidos através de um modelo analítico proposto por Cerfontaine [2], [3]. / Traditionally, the steel portal frame design assumes that beam-to-column joints are rigidor pinned. Rigid joints, where no relative rotations occur between the connected members, transfer not only substantial bending moments, but also shear and axial forces. On the other extreme, pinned joints, are characterised by almost free rotation movement between the connected elements that prevents the transmission of bending moments. Despite these facts, it is largely recognised that the great majority of joints does not exhibit such idealised behaviour. In fact, many joints transfer some bending moments with associated rotations. These joints are called semi-rigid,
and their design should be performed according to their real structural behaviour. However, some steel beam-to-column joints are often subjected to a combination of bending (M) and axial forces (N). The level of axial forces in the joint may be significant, typical of pitched-roof portal frames, sway frames or frames with incomplete floors. Current standard for steel joints do not take into account the presence of axial forces (tension and/or compression) in the joints. A single empirical limitation of 5% of the beams plastic axial capacity is the only enforced provision in Eurocode 3. The objective of the present work is to perform a parametrical analysis of two bolted joints types in
order to evaluate the influence of M/N combinations in the joints global response. To fulfil this objective, the experimental results obtained by Lima [1] are compared to the analytical results
using the Cerfontaine analytical model [2], [3].
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Influência do comportamento semi-rígido de placas de base e de ligações viga-coluna na resposta dinâmica de pórticos de aço. / Influence of the semi-rigid behaviour of column base plates and beam-to-column joints on the dynamic response of steel frames.Fernanda da Rocha de Carvalho Lopes 18 March 2008 (has links)
Tradicionalmente, na análise e dimensionamento de estruturas de aço, assume-se que as ligações viga-coluna são rígidas ou flexíveis (rotuladas). Por outro lado, é de conhecimento geral que a grande maioria das ligações viga-coluna apresenta um comportamento intermediário, ou seja, semi-rígido. Inúmeros trabalhos de pesquisa têm sido desenvolvidos nos últimos vinte e cinco anos, de forma a estudar o comportamento desse tipo de ligação. Um dos principais objetivos desta investigação é o de propor uma metodologia de análise que represente de forma apropriada a influência do comportamento semi-rígido de placas de base e de ligações viga-coluna, sobre a resposta dinâmica (linear e não-linear) de estruturas de aço. Outra contribuição desta dissertação diz respeito à investigação do comportamento dinâmico (linear e não-linear) de pórticos de aço, a partir da consideração de ligações viga-coluna simétricas e não-simétricas e especialmente das placas de base. A análise estrutural é desenvolvida com base no emprego do programa de elementos finitos ANSYS [27]. Nos modelos em elementos finitos foram considerados os efeitos de não-linearidade geométrica (efeitos de segunda ordem), o comportamento não-linear das placas de base e das ligações viga-coluna e, bem como, o efeito de histerese que ocorre quando a estrutura é submetida a cargas cíclicas. Os resultados alcançados indicaram que o fenômeno físico da ressonância não ocorre no que se refere à resposta dinâmica dos modelos semi-rígidos não-lineares. A ressonância não ocorre na resposta dos modelos devido ao fato de que, na análise dinâmica não-linear, o efeito de histerese presente nas ligações (placas de base e viga-coluna), essencialmente com comportamento não-linear, provoca um amortecimento na resposta dinâmica da estrutura. / Traditionally, the steel portal frame design assumes that beam-to-column connections are rigid or pinned. Despite these facts, it is largely recognized that the great majority of joints does not exhibit such idealized behaviour. These connections are called semi-rigid, and their design should be performed according to their actual structural behaviour. Extensive research has been performed over the past twenty-five years to estimate the actual behaviour of such joints. One of the main objectives of this work is to propose an analysis methodology to properly represent the influence of the semi-rigid behaviour of base plates and beam-to-column joints on the dynamical response of steel structures (linear and non-linear). Another important investigated issue concerned the assessment of the steel frames dynamical behaviour (linear and non-linear) due to the presence of symmetrical and non-symmetrical beam-to-column semi-rigid joints and, especially, the column base plates. The structural analysis was made with the aid of the ANSYS [27] finite element program. The finite element model included geometric non-linearity, column base plates and beam-to-column non-linear behaviour and considered the influence of non-linear and hysteretic moment versus rotation curve of the joints. The results indicated that the resonance physical phenomenon was not reached in the nonlinear semi-rigid frames dynamic response. The resonance did not occurred in these systems due to the hysteretic damping induced by the energy dissipation of the non-linear hysteretic loops at the non-linear joints.
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Análise Paramétrica de Ligações com Placa de Extremidade em Estruturas de Aço Submetidas a Momento Fletor e Força Axial / Parametrical Analysis of Structural Steel Endplate Joints Subjected to Bending Moment and Axial Force.Pedro Carlos da Lomba Nunes 27 April 2006 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Usualmente, o projeto de pórticos em estruturas de aço assume que as ligações viga-coluna são rígidas ou flexíveis. As ligações rígidas, onde não ocorre nenhuma rotação entre os membros
conectados, transferem não só momento fletor, mas também força cortante e força normal. Por outro lado, as ligações flexíveis são caracterizadas pela liberdade de rotação entre os membros conectados impedindo a transmissão de momento fletor. Sabe-se que a grande maioria das ligações não possuem este comportamento idealizado. Na realidade, a maioria das ligações transfere algum momento fletor com um nível de rotação associado. Estas ligações são denominadas semi-rígidas e seu dimensionamento deve ser executado de acordo com este
comportamento estrutural. Contudo, algumas ligações viga-coluna estão sujeitas a uma combinação de momento fletor (M) e força axial (N). O nível de esforço normal pode ser
significativo, principalmente em ligações de pórticos metálicos com vigas inclinadas, em pórticos não- contraventados ou em pórticos com pavimentos incompletos. As normas atuais de
dimensionamento de ligações estruturais em aço não consideram a presença de esforço normal (tração e/ou compressão) nas ligações. Uma limitação empírica de 5% da resistência plástica da
viga é a única condição imposta no Eurocode 3. O objetivo deste trabalho é realizar uma análise paramétrica de dois tipos de ligações aparafusadas para se avaliar a influência de combinações M/N no comportamento global destas ligações. Para se cumprir este objetivo, os resultados experimentais de quinze ensaios realizados por Lima [1] são comparados com os resultados obtidos através de um modelo analítico proposto por Cerfontaine [2], [3]. / Traditionally, the steel portal frame design assumes that beam-to-column joints are rigidor pinned. Rigid joints, where no relative rotations occur between the connected members, transfer not only substantial bending moments, but also shear and axial forces. On the other extreme, pinned joints, are characterised by almost free rotation movement between the connected elements that prevents the transmission of bending moments. Despite these facts, it is largely recognised that the great majority of joints does not exhibit such idealised behaviour. In fact, many joints transfer some bending moments with associated rotations. These joints are called semi-rigid,
and their design should be performed according to their real structural behaviour. However, some steel beam-to-column joints are often subjected to a combination of bending (M) and axial forces (N). The level of axial forces in the joint may be significant, typical of pitched-roof portal frames, sway frames or frames with incomplete floors. Current standard for steel joints do not take into account the presence of axial forces (tension and/or compression) in the joints. A single empirical limitation of 5% of the beams plastic axial capacity is the only enforced provision in Eurocode 3. The objective of the present work is to perform a parametrical analysis of two bolted joints types in
order to evaluate the influence of M/N combinations in the joints global response. To fulfil this objective, the experimental results obtained by Lima [1] are compared to the analytical results
using the Cerfontaine analytical model [2], [3].
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Influência do comportamento semi-rígido de placas de base e de ligações viga-coluna na resposta dinâmica de pórticos de aço. / Influence of the semi-rigid behaviour of column base plates and beam-to-column joints on the dynamic response of steel frames.Fernanda da Rocha de Carvalho Lopes 18 March 2008 (has links)
Tradicionalmente, na análise e dimensionamento de estruturas de aço, assume-se que as ligações viga-coluna são rígidas ou flexíveis (rotuladas). Por outro lado, é de conhecimento geral que a grande maioria das ligações viga-coluna apresenta um comportamento intermediário, ou seja, semi-rígido. Inúmeros trabalhos de pesquisa têm sido desenvolvidos nos últimos vinte e cinco anos, de forma a estudar o comportamento desse tipo de ligação. Um dos principais objetivos desta investigação é o de propor uma metodologia de análise que represente de forma apropriada a influência do comportamento semi-rígido de placas de base e de ligações viga-coluna, sobre a resposta dinâmica (linear e não-linear) de estruturas de aço. Outra contribuição desta dissertação diz respeito à investigação do comportamento dinâmico (linear e não-linear) de pórticos de aço, a partir da consideração de ligações viga-coluna simétricas e não-simétricas e especialmente das placas de base. A análise estrutural é desenvolvida com base no emprego do programa de elementos finitos ANSYS [27]. Nos modelos em elementos finitos foram considerados os efeitos de não-linearidade geométrica (efeitos de segunda ordem), o comportamento não-linear das placas de base e das ligações viga-coluna e, bem como, o efeito de histerese que ocorre quando a estrutura é submetida a cargas cíclicas. Os resultados alcançados indicaram que o fenômeno físico da ressonância não ocorre no que se refere à resposta dinâmica dos modelos semi-rígidos não-lineares. A ressonância não ocorre na resposta dos modelos devido ao fato de que, na análise dinâmica não-linear, o efeito de histerese presente nas ligações (placas de base e viga-coluna), essencialmente com comportamento não-linear, provoca um amortecimento na resposta dinâmica da estrutura. / Traditionally, the steel portal frame design assumes that beam-to-column connections are rigid or pinned. Despite these facts, it is largely recognized that the great majority of joints does not exhibit such idealized behaviour. These connections are called semi-rigid, and their design should be performed according to their actual structural behaviour. Extensive research has been performed over the past twenty-five years to estimate the actual behaviour of such joints. One of the main objectives of this work is to propose an analysis methodology to properly represent the influence of the semi-rigid behaviour of base plates and beam-to-column joints on the dynamical response of steel structures (linear and non-linear). Another important investigated issue concerned the assessment of the steel frames dynamical behaviour (linear and non-linear) due to the presence of symmetrical and non-symmetrical beam-to-column semi-rigid joints and, especially, the column base plates. The structural analysis was made with the aid of the ANSYS [27] finite element program. The finite element model included geometric non-linearity, column base plates and beam-to-column non-linear behaviour and considered the influence of non-linear and hysteretic moment versus rotation curve of the joints. The results indicated that the resonance physical phenomenon was not reached in the nonlinear semi-rigid frames dynamic response. The resonance did not occurred in these systems due to the hysteretic damping induced by the energy dissipation of the non-linear hysteretic loops at the non-linear joints.
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[en] COMPOSITE COMPONENTE CONTRIBUTION ON SEMI-RIGID JOINT RESPONSE / [pt] CONTRIBUIÇÃO DAS COMPONENTES MISTAS EM LIGAÇÕES SEMI-RÍGIDASFERNANDO BUSATO RAMIRES 06 June 2013 (has links)
[pt] As ligações viga-pilar desempenham uma função fundamental para a
determinação do comportamento real de estruturas de aço e mistas. Portanto
torna-se necessária uma avaliação muito criteriosa das reais características
geométricas e mecânicas destas ligações, substituindo as tradicionais
considerações idealizadas, rígida e flexível, pela modelagem semi-rígida em aço
ou mista. Com a intenção de dar continuidade do estudo sobre ligações semirígidas
em aço e desenvolver um estudo sobre as ligações semi-rígidas mistas,
inicialmente foi realizada uma revisão bibliográfica destes assuntos apresentando
os parâmetros a serem desenvolvidos nesta pesquisa. Foi implementado
computacionalmente um sistema de análise e dimensionamento capaz de avaliar o
comportamento estrutural destas ligações a partir da informação das propriedades
geométricas de ligações viga-pilar executadas com placa de extremidade em aço e
mistas, produzindo uma base de dados para um projeto estrutural mais seguro. Um
projeto experimental foi desenvolvido para avaliar o caminho de transmissão de
esforços, através de modelos experimentais de laboratório, na forma de ensaios
pull-out modificados, adaptando-se este ensaio para regiões de momento negativo,
onde a laje de concreto se encontra fissurada, obtendo um ensaio capaz de
produzir resultados que contribuam com o desenvolvimento da pesquisa de
ligações semi-rígidas em aço e mistas. / [en] The beam-column connections play a key role in determining the actual
behavior of steel and composite structures. Therefore it is necessary a very careful
assessment of the real geometrical and mechanical characteristics of these joints,
replacing the traditional idealized considerations, rigid and flexible for modeling
semi-rigid steel or composite. With the intention of continuing the study of semirigid
connections in steel and develop a study on the semi-rigid composite
connections, was initially performed a revision of startled presenting the
parameters to be developed in this research. We have implemented a
computational system analysis and design capable of evaluating the structural
behavior of these joints from the information of the geometric properties of beamcolumn
connection with end plate executed in steel and composited, producing a
database for a structural design safer. An experimental project was designed to
evaluate the path transmittance of efforts, through experimental models of
laboratory tests in the form of modified pull-out, adapting this test for regions of
negative moment, where the concrete slab is cracked, obtaining a test that can
produce results that contribute for the development of research of semi-rigid
connections in steel and composite.
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