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Esta pesquisa consiste de uma investigação acerca do comportamento estrutural de ligações entre viga de seção I e pilar de seção tubular circular em situações de pilar de canto e de pilar solicitado por quatro vigas simultaneamente (pilar central). A associação entre a viga de seção I e o pilar de seção tubular circular remete à análise de ligações com comportamento complexo. A partir da análise numérica, via Método dos Elementos Finitos com os softwares ANSYS® e TrueGrid® foi avaliado o comportamento momento-rotação e parâmetros como resistência, rigidez inicial e ductilidade das ligações. Foram analisadas as tipologias de ligação soldada e ligação com a presença do diafragma externo como mecanismo de enrijecimento. Avaliou-se a influência de 6 variáveis, sendo o comprimento da viga, a espessura do pilar, a força aplicada nas vigas dispostas ortogonalmente, a compressão axial do pilar, a espessura do diafragma e o diâmetro dos parafusos do diafragma totalizando 20 modelos numéricos. O aumento da espessura da seção do pilar e a força aplicada simultaneamente nas 4 vigas representou uma melhoria na resistência e rigidez inicial das ligações soldadas. A redução do diâmetro dos parafusos do diafragma foi a principal variável capaz de influenciar negativamente as propriedades de rigidez inicial e resistência das ligações com o diafragma. Todos os modelos analisados apresentaram comportamento semi-rígido segundo o Eurocode 3 (2005). O dimensionamento analítico pelo Eurocode 3 (2005) e por Winkel (1998) apresentou boa aproximação com os resultados da análise numérica. A obtenção da resistência das ligações com diafragma pelo método das componentes apresentou resultados, em média, 20% inferiores ao verificado na modelagem numérica. A utilização do diafragma como mecanismo de enrijecimento das ligações mostrou-se eficiente. As ligações soldadas apresentaram maior ductilidade comparada às com diafragma. O aumento da espessura do pilar nas ligações soldadas demonstrou-se uma alternativa eficaz no enrijecimento das ligações. / This research consists of an investigation above the structural behavior of connections between I-beam and circular hollow section (CHS) columns in situation of corner columns and column loaded by 4 beams simultaneously (inside columns). The association between the I-beam and the CHS column presupposes the analysis of connections with a complex structural behavior. Based on a numerical analysis, using the Finite Element Method with ANSYS® and TrueGrid® softwares, the connection parameters like strength, stiffness and ductility was evaluated. The typologies of welded connections and connections with an external diaphragm was analyzed. An amount of 6 variables (beam length, column thickness, force applied on the beams, compression of the column, diaphragm thickness and bolt diameter) was analyzed in a total of 20 numerical specimens. The increase of the column thickness and the force applied simultaneously on the 4 beam ends culminated on a substantial improvement on strength and stiffness of the welded connections. The reduction of the diaphragm bolts diameter was the main reason for the negatively influence on strength and stiffness properties of the diaphragm connections. All specimens presented a semirigid behavior according to the Eurocode 3 (2005). The analytical design, based on the Eurocode 3 (2005) and Winkel (1998), obtained good results in terms of connections strength compared with the numerical analysis. The obtainment of the connections strength with the component method demonstrated results 20% less than numerical analysis. The external diaphragm as a stiffening mechanism showed effective. The welded connections presented more ductility than the diaphragm ones. The increase on the column thickness demonstrated an effective alternative for the connection stiffening.

Esta pesquisa consiste de uma investigação acerca do comportamento estrutural de ligações entre viga de seção I e pilar de seção tubular circular em situações de pilar de canto e de pilar solicitado por quatro vigas simultaneamente (pilar central). A associação entre a viga de seção I e o pilar de seção tubular circular remete à análise de ligações com comportamento complexo. A partir da análise numérica, via Método dos Elementos Finitos com os softwares ANSYS® e TrueGrid® foi avaliado o comportamento momento-rotação e parâmetros como resistência, rigidez inicial e ductilidade das ligações. Foram analisadas as tipologias de ligação soldada e ligação com a presença do diafragma externo como mecanismo de enrijecimento. Avaliou-se a influência de 6 variáveis, sendo o comprimento da viga, a espessura do pilar, a força aplicada nas vigas dispostas ortogonalmente, a compressão axial do pilar, a espessura do diafragma e o diâmetro dos parafusos do diafragma totalizando 20 modelos numéricos. O aumento da espessura da seção do pilar e a força aplicada simultaneamente nas 4 vigas representou uma melhoria na resistência e rigidez inicial das ligações soldadas. A redução do diâmetro dos parafusos do diafragma foi a principal variável capaz de influenciar negativamente as propriedades de rigidez inicial e resistência das ligações com o diafragma. Todos os modelos analisados apresentaram comportamento semi-rígido segundo o Eurocode 3 (2005). O dimensionamento analítico pelo Eurocode 3 (2005) e por Winkel (1998) apresentou boa aproximação com os resultados da análise numérica. A obtenção da resistência das ligações com diafragma pelo método das componentes apresentou resultados, em média, 20% inferiores ao verificado na modelagem numérica. A utilização do diafragma como mecanismo de enrijecimento das ligações mostrou-se eficiente. As ligações soldadas apresentaram maior ductilidade comparada às com diafragma. O aumento da espessura do pilar nas ligações soldadas demonstrou-se uma alternativa eficaz no enrijecimento das ligações. / This research consists of an investigation above the structural behavior of connections between I-beam and circular hollow section (CHS) columns in situation of corner columns and column loaded by 4 beams simultaneously (inside columns). The association between the I-beam and the CHS column presupposes the analysis of connections with a complex structural behavior. Based on a numerical analysis, using the Finite Element Method with ANSYS® and TrueGrid® softwares, the connection parameters like strength, stiffness and ductility was evaluated. The typologies of welded connections and connections with an external diaphragm was analyzed. An amount of 6 variables (beam length, column thickness, force applied on the beams, compression of the column, diaphragm thickness and bolt diameter) was analyzed in a total of 20 numerical specimens. The increase of the column thickness and the force applied simultaneously on the 4 beam ends culminated on a substantial improvement on strength and stiffness of the welded connections. The reduction of the diaphragm bolts diameter was the main reason for the negatively influence on strength and stiffness properties of the diaphragm connections. All specimens presented a semirigid behavior according to the Eurocode 3 (2005). The analytical design, based on the Eurocode 3 (2005) and Winkel (1998), obtained good results in terms of connections strength compared with the numerical analysis. The obtainment of the connections strength with the component method demonstrated results 20% less than numerical analysis. The external diaphragm as a stiffening mechanism showed effective. The welded connections presented more ductility than the diaphragm ones. The increase on the column thickness demonstrated an effective alternative for the connection stiffening.

<p>У овом раду спроведене су опсежна експериментална и нумеричка<br />испитивања понашања веза са чеоном плочом и четири завртња у реду,<br />као и карактеристичне компоненте ових веза - Т-елемента.<br />Експериментална испитивања укључују тестирања 36 узорака<br />Т-елемената у природној величини, као и четири везе греда-стуб са<br />чеоном плочом и четири завртња у реду, такође у природној величини.<br />Нумеричке анализе, спроведене у софтверском пакету ABAQUS, су<br />обухватале све типове нелинеарности, али и отказ материјала, те се као<br />такве сврставају међу ретке којима су слични проблеми нумерички<br />испитивани. Параметарска студија обухвата 33 различите конфигурације<br />Т-елемената са четири завртња и представља највећу такву студију<br />изведену за ову компоненту. Као основни још увек нерешен проблем,<br />круцијалан за понашање Т-елемената, препознати су положај сила услед<br />ефеката полуге, али и савијање завтњева. Приказан је и предложен нови<br />аналитички модел прорачуна носивости Т-елемената са четири завртња,<br />и квантификована његова предност над до сада постојећим моделима.</p> / <p>U ovom radu sprovedene su opsežna eksperimentalna i numerička<br />ispitivanja ponašanja veza sa čeonom pločom i četiri zavrtnja u redu,<br />kao i karakteristične komponente ovih veza - T-elementa.<br />Eksperimentalna ispitivanja uključuju testiranja 36 uzoraka<br />T-elemenata u prirodnoj veličini, kao i četiri veze greda-stub sa<br />čeonom pločom i četiri zavrtnja u redu, takođe u prirodnoj veličini.<br />Numeričke analize, sprovedene u softverskom paketu ABAQUS, su<br />obuhvatale sve tipove nelinearnosti, ali i otkaz materijala, te se kao<br />takve svrstavaju među retke kojima su slični problemi numerički<br />ispitivani. Parametarska studija obuhvata 33 različite konfiguracije<br />T-elemenata sa četiri zavrtnja i predstavlja najveću takvu studiju<br />izvedenu za ovu komponentu. Kao osnovni još uvek nerešen problem,<br />krucijalan za ponašanje T-elemenata, prepoznati su položaj sila usled<br />efekata poluge, ali i savijanje zavtnjeva. Prikazan je i predložen novi<br />analitički model proračuna nosivosti T-elemenata sa četiri zavrtnja,<br />i kvantifikovana njegova prednost nad do sada postojećim modelima.</p> / <p>In this research, extensive experimental and numerical investigations of<br />behaviour of end-plate moment connection with four bolts per row are<br />performed, as well as specific component of the connection &ndash; T-stub element.<br />Experimental research comprises tests on 36 unscaled specimens of T-stub<br />elements and 4 specimens of beam-to-column joints with end-plate connection<br />and four bolts per row, also in full-size. Numerical analyses, performed with<br />software ABAQUS, included all types of nonlinearities, and material<br />deterioration, hence they can be considered as one of the few most<br />sophisticated analyses used for investigation of the considered problem. The<br />parametric study comprises 33 different configurations of the T-stub element<br />with four bolts per row and it presents the biggest study of this kind for this type<br />of component. Bending of the bolts and position of the prying forces are<br />recognized as the largest, still unsolved problem, crucial for the behavior of the<br />T-stub elements. A new theoretical model for the resistance of the T-stub<br />element with four bolts per row is proposed and its advantage over the existing<br />models is presented and quantified.</p>