1 |
[en] SEMI-RIGID COMPOSITE SYSTEMS FOR RESIDENTIAL BUILDINGS / [pt] DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS ESTRUTURAIS SEMI-RÍGIDOS EM AÇO E MISTOS PARA EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS MULTI-FAMILIARESOLAVO FERREIRA BRITO JUNIOR 26 December 2001 (has links)
[pt] O dimensionamento de estruturas de edifícios de aço com
ligações do tipo semi-rígidas ainda enfrenta uma série de
resistências por parte dos engenheiros estruturais. Este
fato se deve em parte à falta de normas específicas,
programas de computadores adequados e informações mais
detalhadas sobre as vantagens econômicas das ligações semi-
rígidas. Este trabalho apresenta um estudo paramétrico de
uma edificação considerando o dimensionamento das ligações
no regime semi-rígido. Estas investigações consideram
parâmetros como: a rigidez das ligações, sistemas com
estruturas em aço ou mistos e estabilidade lateral dos
pórticos. A edificação analisada foi uma habitação popular
padronizada de quatro pavimentos desenvolvida pela
USIMINAS, muito difundida no Brasil. Em uma primeira etapa
cada edifício foi estudado com uma rigidez de ligação semi-
rígida padrão para todas as ligações da estrutura.
Posteriormente ligações semi-rígida individualizadas foram
adotadas para os diversos pórticos estudados. Este trabalho
a princípio apresenta uma metodologia de análise e
dimensionamento de estruturas em aço com ligações semi-
rígidas com base no modelo de molas proposto pelo Anexo J
Revisado do Eurocode 3. Com base nesta metodologia propõe-
se um modelo simplificado de ligações semi-rígidas
viga/coluna com o uso do programa ANSYS. Os modelos
estruturais foram estudados com a inclusão dos efeitos da
não linearidade geométrica dos pórticos e o comportamento
elasto-plástico do material de forma a se obter resultados
consistentes com os resultados experimentais e sem a
introdução de coeficientes de correção. Os resultados
obtidos neste trabalho foram apresentados, discutidos e
comparados com os desenvolvidos pela USIMINAS de forma a se
analisar o comportamento das ligações e sua eficiência.
Para os edifícios considerados neste trabalho, onde se fez
uso de ligações semi-rígidas padrão, o sistema mais
econômico, com relação à peso de aço, foi a
estrutura mista com contraventamentos (40 por cento da capacidade
rígida) que teve uma economia de até 48 por cento em relação aos
outros edifícios e de até 10 por cento aos sistemas da USIMINAS.
Quando no uso de ligações otimizadas estas economias
aumentam para 53 por cento e 15 por cento. Os resultados apresentados
confirmam a vantagem da utilização deste tipo de ligação em
edifícios residenciais em aço de pequena altura. / [en] Nowadays, despite the substantial increase in structural
design knowledge, the semi-rigid connections steel design
is still facing resistance from the structural engineers.
This fact can be in part explained by few design standards
that allows and explains their use, suitable computer
programs and the lack of detailed information of
the economical advantages of the semi-rigid design
philosophy. This work presents a parametric analysis
performed on a residential low-rise steel building
considering all the steps necessary to a semi-rigid design.
This analysis considered parameters like: beam-to-column
connection stiffness and strength,structural system (steel
or composite) and lateral frame stability (sway and non-sway
frame solutions). The analysed structure consisted on a
standard four pavements residential building proposed by a
Brazilian Steel Mill Usiminas for low-cost popular
constructions. Initially all the structure beam-to-column
connections adopted a standard connection stiffness. The
study continued with optimised connection stiffness for
each of the designed structural frames. The first part of
the present work is devoted to a full description of the
design procedures proposed in the Eurocode 3, revised annex
J for semi-rigid connection design. Based on this
methodology a simple design model was proposed and
implemented with the aid of the finite element program
Ansys. The model included geometrical and material non-
linearities and considered the connections semi-rigid
behaviour avoiding the conventional approximations
suggested in several current steel design standards.
The results of this investigations are presented, discussed
and compared to standard designs like the Usiminas proposal
as means to access the economic potential and efficiency of
the semi-rigid solutions. The best structural solution for
the investigated construction was a non-sway composite semi-
rigid (40 percent of the rigid capacity). The economy achieved
were: 48 percent and 10 percent when compared to other semi-rigid
solutions and the conventional Usiminas solution,
respectively. This figures changed to 53 percent and 15 percent when
optimised connections were used in each structural
frame. The presented results confirm the advantage of the
use of this connections kind in residential buildings in
steel of low height.
|
2 |
[en] ANALYSIS OF THE INTERACTION EFECT BETWEEN STEEL AND CONCRETE ON THE DYNAMICAL RESPONSE OF COMPOSITE FLOORS / [pt] ANÁLISE DO EFEITO DA INTERAÇÃO AÇO-CONCRETO SOBRE A RESPOSTA DINÂMICA DE PISOS MISTOSANTONIO VICENTE DE ALMEIDA MELLO 28 July 2010 (has links)
[pt] Ao longo dos anos, a interação aço-concreto tem obtido um lugar de
destaque do ponto de vista estrutural, ampliando a gama de soluções em concreto
armado e aço, o que permite atender aos novos desafios arquitetônicos e às
exigências que o mercado impõe. O objetivo do sistema misto é a combinação
desses dois materiais, formando um único sistema estrutural em que a capacidade
portante de cada elemento possa ser explorada ao máximo, tirando-se proveito da
grande capacidade do concreto resistir a esforços de compressão, e de o aço, à
tração. Essas características singulares de sistemas mistos aço-concreto conduzem
a frequências naturais mais próximas da faixa de frequência de excitações
associada às atividades humanas. Sendo assim, as considerações relacionadas ao
projeto estrutural obrigam os engenheiros a fazer verificações quanto à resistência
e à estabilidade de sistemas estruturais (estados limites últimos), mas os
problemas relacionados ao estado limite de utilização desses sistemas devem ser
analisados de forma mais cuidadosa. Embora o assunto de vibrações em lajes de
edifícios induzidas por atividades humanas tem sido de continuado interesse a
pesquisadores e a engenheiros ao longo dos últimos dois séculos (1828-2009),
inexiste na literatura técnica, até onde o autor tem conhecimento, análise de
correlações teórico-experimentais de vibrações de estruturas mistas aço-concreto
sob ação de atividades humanas, na qual são consideradas a ortotropia, a interação
parcial e as ligações semirrígidas. Com o objetivo de contribuir nessa direção, o
presente trabalho investiga o efeito da interação aço-concreto sobre a resposta
dinâmica de sistemas de pisos mistos. / [en] Over the years the steel-concrete interaction have been achieving excelent
results, in terms of structural performance. This fact have enlarged the range of
applications of concrete and steel structures enabling the development of efficient
solutions that attend the demands claimed by the market and by increasinly daring
architectures. The composite action main objective is to combine steel and
concrete into single structural system where the optimum performance of the
combined elements could be explored. The concrete is used to sustain
compressive while the steel is better used when submitted to tension. These
singular characteristics of the composite systems, on the other hand, lead to
composite structural systems with natural frequencies close to the frequency
associated to human induced loads. Usually the design of composite structures is
focused on verifications related to ultimate limit states associated to strength and
stability, but the problems related to serviceability limit states should also be
carefully considered. Despite the fact that floor vibration induced by human
activity has been extensively investigated in the past (1828-2009) there is still a
lack of published information on theoretical-experimental correlations on the
dynamic response of composite structures specially after considering effects
releted to partial interaction, orthotropy and semi-rigid connections. The present
study has the objective of contributing in the direction of better understand the
effect of the steel-concrete interaction on the composite floor system dynamic
response.
|
Page generated in 0.0354 seconds