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Interação entre painéis pré-moldados de concreto e a estrutura principal por meio de modelos numéricos em elementos finitos / Interaction between precast concrete panels and the main structure via numerical models in finite elementsPaula, Gisandra Faria de 15 March 2007 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Precast concrete panels reveal an important architectural and structural function for
constructions, and their use has grown in Brazil. Previous studies indicate the panels
contribution in reducing efforts and displacements in the main structure, resulting in more
economical structures. This work analyzes the panels interaction with the main structure
via numerical analysis by using the ANSYS Software, under the effect of lateral actions.
Two analyses of one-floor structures are developed: one is constituted of vertical panels
connected to the beam and the other one is constituted of horizontal panels connected to
the columns, using SOLID65, SOLID45, SHELL63, BEAM4, BEAM44, TARGE170, and
CONTA173 finite elements. Results show the importance of the contribution of panels
towards the stiffness of the main structure, promoting a reduction in the structure s
displacements. Such stiffness causes stresses in the panels and in the connectors, being the
latter the most critical. Quite often these stresses are not considered in the structural
project. In the second analysis, with the horizontal panels connected to the columns via
plate connection, results show that the precast panels contribution to the stiffness of the
main structure is highly significant and it is affected by the eccentricity of the connection
with occurrence critical stress in the connections and increases as the plate s thickness
decreases. The use of plates with greater thickness results in less stress, but they transfer
lateral bending to the precast panels. The thermal effect s consideration implies in such a
greater tensions in the panels how much in the connections and greater efforts of lateral
bending in the panels. The panels contribution may be considered a design strategy, due
to the fact that they produce an effective material economy by means of the possibility of
reduction of column dimensions. / Os painéis pré-moldados de concreto apresentam função arquitetônica e estrutural
importante para as edificações, tendo o seu uso intensificado no Brasil. Estudos anteriores
mostram a contribuição dos painéis em reduzir os esforços e deslocamentos da estrutura
principal, resultando em estruturas mais econômicas. Este trabalho avalia a interação dos
painéis com a estrutura principal por meio de análise numérica utilizando o software
ANSYS (versão 9.0), sob o efeito das ações laterais. São desenvolvidas duas análises de
estruturas de pavimento único (galpão), uma constituída por painéis verticais fixados na
viga e outra por painéis horizontais fixados nos pilares, utilizando-se os elementos finitos
SOLID65, SOLID45, SHELL63, BEAM4, BEAM44, TARGE170 E CONTA173. Os
resultados obtidos mostram que os painéis contribuem no enrijecimento da estrutura
principal, promovendo uma diminuição dos deslocamentos da estrutura. Verifica-se,
também, que este enrijecimento ocasiona solicitações nos painéis e nas ligações, sendo
estas as mais críticas e, muitas vezes, não são consideradas no projeto estrutural. Na
segunda análise, com os painéis horizontais fixados nos pilares por meio de chapas
metálicas de ligação, os resultados mostram que a contribuição dos painéis na rigidez da
estrutura principal é afetada pelo valor da excentricidade da ligação, com a ocorrência de
tensão crítica nas ligações, a qual aumenta com o decréscimo da espessura da chapa. O uso
de chapas com espessura maior resulta em menores tensões, mas transferem flexão lateral
aos painéis. A consideração do efeito térmico implica em maiores tensões tanto nos painéis
quanto nas ligações e em maiores esforços de flexão lateral nos painéis. A contribuição dos
painéis pode ser considerada numa estratégia de projeto, uma vez que resulta em
economias de materiais por meio da possibilidade de redução da dimensão dos pilares. / Mestre em Engenharia Civil
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