Neste trabalho, é desenvolvido um programa através do método dos deslocamentos, em que o mesmo leva em consideração a influência do efeito da semi-rigidez rotacional nas ligações formadas por dois parafusos sobre o comportamento mecânico da estrutura. Esta configuração de parafusos é devidamente escolhida em função de sua corrente aplicação em estruturas de madeira, principalmente em estruturas auxiliares ou de cobertura. Vários exemplos de estruturas típicas de cobertura são executados considerando-se as três formas que o presente programa analisa, evidenciando-se a importância do comportamento semi-rígido sobre as ligações. / In this work, a program is developed through the method of the displacements, in that the same get the worst of the influence of the effect of semi-rigidity rotational in the connections formed by two screws about the mechanical behaviour of the structure. This configuration of screws is chosen properly in function of your current application in wood structures, mainly in auxiliary structures or of covering. Several examples of typical structures of covering are executed being considered the three analysis forms in that the present program executes, being evidenced the importance of the semi-rigid behaviour about the connections.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-12Bitstream added on 2014-06-13T20:27:39Z : No. of bitstreams: 1 bertolucci_fs_me_ilha.pdf: 2860301 bytes, checksum: 3f3004f9d02861054ffe5fb10b1b2e7d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A indústria estruturas de concretos pré-moldados possui como grande preocupação a ligação entre seus elementos, tendo em vista que a mesma exerce grande influência no comportamento da estrutura, sendo responsável pela transmissão e redistribuição dos esforços na estrutura. A grande diferença entre estruturas pré-moldadas e estruturas de concreto moldadas “in loco” em relação ao seu comportamento estrutural está na ligação entre seus elementos. As ligações apresentam certa deformação quando solicitadas, recebendo na literatura técnica a denominação de ligações semi-rígidas. Dessa forma, buscou-se estudar todos os grautes existentes no mercado e desenvolver um compósito cimentício de fácil preparo e de baixo custo, do tipo calda de cimento e argamassa, que apresentasse características mecânicas similares aos grautes. Foram desenvolvidas duas caldas de cimento e uma argamassa, as quais foram submetidas juntamente com os grautes selecionados a ensaios específicos de propriedades adesão e aderência. Dentre as principais conclusões obtidas podem ser ressaltadas que a grande parte dos grautes possui problemas de fluidez dificultando o preenchimento total das ligações e sua aplicação. Em relação à aderência as duas caldas de cimento e a argamassa apresentaram comportamento semelhante indicando que há uma boa condição de aderência e, os grautes, devido à sua grande diferença de composição, tiveram comportamentos distintos / One of the concerns of the precast concrete industry is the connection among their different types of elements, in order that they strongly influence the behavior of the structural group, being responsible for the transmission and redistribution of the efforts in the structure. Among the differences between precast structures and concrete structures shaped “in loco” we have the concern about the structural behavior of the link between its elements. The links have shown some deformation when tested, receiving in the technical literature the name of semi-rigid connections. For that the concrete’s precast structure has the behavior of a monolithic structure it’s necessary the solidarization of the connection which is made by filling the vertical and horizontal niches with the aid of the grout. In this paper, we aimed to study some grouts of the Brazilian market and, at the same time, develop a cimentitius composite of easy prepare and low cost, of the cement paste and mortar types, with similar mechanical characteristics to industrialized grouts to be used in the filling of the precast structures. It was rheologically and mechanically created and evaluated two kinds of cement grout and one mortar composition that were submitted along with the selected grouts to an evaluation of their rheological behavior, and to specific tests of their mechanical properties of adhesion and bond. This study let us conclude that the cement paste and mortar developed showed a similar rheological behavior to the Herschel-Bulkley, besides to a good condition of bond and a good behavior in the structure link when compared to some industrialized grouts. Not all the evaluated grouts showed appropriate behaviors for joints’ filling

Este trabalho aborda ligações semi-rígidas com o objetivo de verificar a influência da flexibilidade na análise de estruturas metálicas, com o propósito de apresentar um modelo que represente o real comportamento das conexões assumindo uma situação intermediária entre totalmente rígida e totalmente flexível. Os procedimentos empregados para determinar as propriedades destas conexões estão embasados nos métodos descritos pelo anexo J do Eurocode 3 e recomendações do BCSA/SCI. Com intuito de automatizar o cálculo das conexões semi-rígidas foi implementado um programa computacional que fornece as propriedades necessárias das ligações entre vigas e pilares através da entrada de dados geométricos e especificações do material empregado. São abordadas ligações soldadas e ligações parafusadas com chapa de extremidade.O trabalho apresenta, ainda, uma avaliação da redistribuição de solicitações nas estruturas de aço. Fazendo a análise de um pórtico plano empregando molas rotacionais nos nós de encontro entre vigas e pilares inserindo a rigidez rotacional obtida através dos procedimentos numéricos apresentados neste trabalho. Esta mesma estrutura foi analisada da maneira tradicional, ou seja, considerando nós rígidos no encontro entre vigas e pilares. Através da analogia entre os resultados obtidos pelas duas análises é possível visualizar a diferença entre a distribuição nas solicitações. Dessa forma, é possível verificar a influência da rigidez das ligações na análise das estruturas metálicas. / This work approaches semi-rigid connections with the purpose to verify the influence of connections in the analysis of steel structures, with the intention to present a model that represents the real behavior of the connections assuming an intermediate situation between totally rigid and totally pinned. The used procedures to determine the properties of these connections are based in the described methods for the Annex J of the Eurocode 3 and BCSA/SCI. With intention to speed the calculations of the semi-rigid connections a computational program was implemented that supplies to the necessary properties of the connections between beams and columns through the geometric data entry and specifications of the employed material. They are boarded welded connections and connections bolted with extend end plate. The work presents, still, an evaluation of the new distribution of loads in the steel structures. Making the analysis of a plain frame using rotational springs between beams and columns inserting the gotten rotational rigidity through the presented numerical procedures in this work. This same structure was analyzed in the traditional way, that is, considering rigid we in the meeting between beams and columns. Through the analogy it enters the results gotten for the two analyses is possible to visualize the difference enters the distribution in the requests. Of this form, it is possible to verify the influence of flexibility in the analysis of the metallic structures.

Este trabalho aborda ligações semi-rígidas com o objetivo de verificar a influência da flexibilidade na análise de estruturas metálicas, com o propósito de apresentar um modelo que represente o real comportamento das conexões assumindo uma situação intermediária entre totalmente rígida e totalmente flexível. Os procedimentos empregados para determinar as propriedades destas conexões estão embasados nos métodos descritos pelo anexo J do Eurocode 3 e recomendações do BCSA/SCI. Com intuito de automatizar o cálculo das conexões semi-rígidas foi implementado um programa computacional que fornece as propriedades necessárias das ligações entre vigas e pilares através da entrada de dados geométricos e especificações do material empregado. São abordadas ligações soldadas e ligações parafusadas com chapa de extremidade.O trabalho apresenta, ainda, uma avaliação da redistribuição de solicitações nas estruturas de aço. Fazendo a análise de um pórtico plano empregando molas rotacionais nos nós de encontro entre vigas e pilares inserindo a rigidez rotacional obtida através dos procedimentos numéricos apresentados neste trabalho. Esta mesma estrutura foi analisada da maneira tradicional, ou seja, considerando nós rígidos no encontro entre vigas e pilares. Através da analogia entre os resultados obtidos pelas duas análises é possível visualizar a diferença entre a distribuição nas solicitações. Dessa forma, é possível verificar a influência da rigidez das ligações na análise das estruturas metálicas. / This work approaches semi-rigid connections with the purpose to verify the influence of connections in the analysis of steel structures, with the intention to present a model that represents the real behavior of the connections assuming an intermediate situation between totally rigid and totally pinned. The used procedures to determine the properties of these connections are based in the described methods for the Annex J of the Eurocode 3 and BCSA/SCI. With intention to speed the calculations of the semi-rigid connections a computational program was implemented that supplies to the necessary properties of the connections between beams and columns through the geometric data entry and specifications of the employed material. They are boarded welded connections and connections bolted with extend end plate. The work presents, still, an evaluation of the new distribution of loads in the steel structures. Making the analysis of a plain frame using rotational springs between beams and columns inserting the gotten rotational rigidity through the presented numerical procedures in this work. This same structure was analyzed in the traditional way, that is, considering rigid we in the meeting between beams and columns. Through the analogy it enters the results gotten for the two analyses is possible to visualize the difference enters the distribution in the requests. Of this form, it is possible to verify the influence of flexibility in the analysis of the metallic structures.

Orientador: Mônica Pinto Barbosa / Coorientador: Marcelo de Araújo Ferreira / Banca: Antonio Anderson da Silva Segantini / Banca: José Celso da Cunha / Resumo: A indústria estruturas de concretos pré-moldados possui como grande preocupação a ligação entre seus elementos, tendo em vista que a mesma exerce grande influência no comportamento da estrutura, sendo responsável pela transmissão e redistribuição dos esforços na estrutura. A grande diferença entre estruturas pré-moldadas e estruturas de concreto moldadas "in loco" em relação ao seu comportamento estrutural está na ligação entre seus elementos. As ligações apresentam certa deformação quando solicitadas, recebendo na literatura técnica a denominação de ligações semi-rígidas. Dessa forma, buscou-se estudar todos os grautes existentes no mercado e desenvolver um compósito cimentício de fácil preparo e de baixo custo, do tipo calda de cimento e argamassa, que apresentasse características mecânicas similares aos grautes. Foram desenvolvidas duas caldas de cimento e uma argamassa, as quais foram submetidas juntamente com os grautes selecionados a ensaios específicos de propriedades adesão e aderência. Dentre as principais conclusões obtidas podem ser ressaltadas que a grande parte dos grautes possui problemas de fluidez dificultando o preenchimento total das ligações e sua aplicação. Em relação à aderência as duas caldas de cimento e a argamassa apresentaram comportamento semelhante indicando que há uma boa condição de aderência e, os grautes, devido à sua grande diferença de composição, tiveram comportamentos distintos / Abstract: One of the concerns of the precast concrete industry is the connection among their different types of elements, in order that they strongly influence the behavior of the structural group, being responsible for the transmission and redistribution of the efforts in the structure. Among the differences between precast structures and concrete structures shaped "in loco" we have the concern about the structural behavior of the link between its elements. The links have shown some deformation when tested, receiving in the technical literature the name of semi-rigid connections. For that the concrete's precast structure has the behavior of a monolithic structure it's necessary the solidarization of the connection which is made by filling the vertical and horizontal niches with the aid of the grout. In this paper, we aimed to study some grouts of the Brazilian market and, at the same time, develop a cimentitius composite of easy prepare and low cost, of the cement paste and mortar types, with similar mechanical characteristics to industrialized grouts to be used in the filling of the precast structures. It was rheologically and mechanically created and evaluated two kinds of cement grout and one mortar composition that were submitted along with the selected grouts to an evaluation of their rheological behavior, and to specific tests of their mechanical properties of adhesion and bond. This study let us conclude that the cement paste and mortar developed showed a similar rheological behavior to the Herschel-Bulkley, besides to a good condition of bond and a good behavior in the structure link when compared to some industrialized grouts. Not all the evaluated grouts showed appropriate behaviors for joints' filling / Mestre

Neste trabalho, é desenvolvido um programa através do método dos deslocamentos, em que o mesmo leva em consideração a influência do efeito da semi-rigidez rotacional nas ligações formadas por dois parafusos sobre o comportamento mecânico da estrutura. Esta configuração de parafusos é devidamente escolhida em função de sua corrente aplicação em estruturas de madeira, principalmente em estruturas auxiliares ou de cobertura. Vários exemplos de estruturas típicas de cobertura são executados considerando-se as três formas que o presente programa analisa, evidenciando-se a importância do comportamento semi-rígido sobre as ligações. / In this work, a program is developed through the method of the displacements, in that the same get the worst of the influence of the effect of semi-rigidity rotational in the connections formed by two screws about the mechanical behaviour of the structure. This configuration of screws is chosen properly in function of your current application in wood structures, mainly in auxiliary structures or of covering. Several examples of typical structures of covering are executed being considered the three analysis forms in that the present program executes, being evidenced the importance of the semi-rigid behaviour about the connections.

Este trabalho aborda ligações semi-rígidas com o objetivo de verificar a influência da flexibilidade na análise de estruturas metálicas, com o propósito de apresentar um modelo que represente o real comportamento das conexões assumindo uma situação intermediária entre totalmente rígida e totalmente flexível. Os procedimentos empregados para determinar as propriedades destas conexões estão embasados nos métodos descritos pelo anexo J do Eurocode 3 e recomendações do BCSA/SCI. Com intuito de automatizar o cálculo das conexões semi-rígidas foi implementado um programa computacional que fornece as propriedades necessárias das ligações entre vigas e pilares através da entrada de dados geométricos e especificações do material empregado. São abordadas ligações soldadas e ligações parafusadas com chapa de extremidade.O trabalho apresenta, ainda, uma avaliação da redistribuição de solicitações nas estruturas de aço. Fazendo a análise de um pórtico plano empregando molas rotacionais nos nós de encontro entre vigas e pilares inserindo a rigidez rotacional obtida através dos procedimentos numéricos apresentados neste trabalho. Esta mesma estrutura foi analisada da maneira tradicional, ou seja, considerando nós rígidos no encontro entre vigas e pilares. Através da analogia entre os resultados obtidos pelas duas análises é possível visualizar a diferença entre a distribuição nas solicitações. Dessa forma, é possível verificar a influência da rigidez das ligações na análise das estruturas metálicas. / This work approaches semi-rigid connections with the purpose to verify the influence of connections in the analysis of steel structures, with the intention to present a model that represents the real behavior of the connections assuming an intermediate situation between totally rigid and totally pinned. The used procedures to determine the properties of these connections are based in the described methods for the Annex J of the Eurocode 3 and BCSA/SCI. With intention to speed the calculations of the semi-rigid connections a computational program was implemented that supplies to the necessary properties of the connections between beams and columns through the geometric data entry and specifications of the employed material. They are boarded welded connections and connections bolted with extend end plate. The work presents, still, an evaluation of the new distribution of loads in the steel structures. Making the analysis of a plain frame using rotational springs between beams and columns inserting the gotten rotational rigidity through the presented numerical procedures in this work. This same structure was analyzed in the traditional way, that is, considering rigid we in the meeting between beams and columns. Through the analogy it enters the results gotten for the two analyses is possible to visualize the difference enters the distribution in the requests. Of this form, it is possible to verify the influence of flexibility in the analysis of the metallic structures.

N/A

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[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.