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Análise de vulnerabilidade do efeito térmico do BLEVE na estrutura metálica de um pipe rack: aplicação de um método de avaliação de risco de incêndio baseado no desempenho

Rosa de Oliveira, Jaime 31 January 2011 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2430_1.pdf: 6349489 bytes, checksum: b3b253f5907c131c513dfaac1fc60596 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Pará / O aumento dos riscos industriais, proveniente da utilização de tecnologias mais avançadas e complexas, maior número de insumos, utilização de novos produtos, transporte e armazenagem de grandes quantidades de produtos perigosos, etc., vêm desencadeando um aumento dos riscos de incêndios, explosões e grande liberação de produtos no meio ambiente, fazendo com que as indústrias adotem medidas de contenção de riscos de maneira mais eficaz. Uma avaliação de risco de incêndio mais eficaz é óbvia em acidentes industriais graves que, muitas vezes desnecessariamente, causam a perda de vidas humanas, criam danos ambientais enormes, causam prejuízos materiais ou até mesmo a não continuidade das operações do local. Neste sentido, as recomendações baseadas no desempenho têm um papel importante na avaliação de risco de incêndio, pois analisam os perigos e avaliam os danos provenientes da ocorrência de eventos indesejáveis utilizando métodos e ferramentas de engenharia para projetar edificações com maior segurança. Este trabalho busca aplicar um método de avaliação de risco de incêndio baseado no desempenho. Dentro da estruturação deste método, buscou-se definir o cenário de incêndio e o critério de desempenho a ser utilizado no estudo de caso do trabalho, sendo definido o BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) e a temperatura crítica respectivamente como tais parâmetros. Com o aporte técnico do modelo de BLEVE dinâmico contido no software da empresa Prins Mauritz Laboratory (TNO), conhecido como Effect 8.1.1 , foi possível calcular a radiação térmica liberada da bola de fogo do BLEVE, bem como o tempo para alcançar a temperatura crítica do aço, onde se concluiu, que a radiação térmica liberada durante a bola de fogo de um BLEVE não causa danos à estrutura metálica do pipe-rack, pois a energia irradiada da explosão na estrutura não alcança o tempo suficiente para atingir o valor da temperatura crítica, ou seja, o tempo que a estrutura perderia sua condição de estabilidade
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Análise teórica e experimental de vigas mistas de aço e concreto e laje com vigotas pré-moldadas e lajotas cerâmicas em um pavimento tipo / Theorical and experimental analysis of composite steel and concrete beams and slabs made by precast elements with lattice and bricks on a frame

Higaki, Bruno Eizo 11 December 2009 (has links)
As vigas mistas de aço e concreto são elementos estruturais que resultam da associação de um perfil de aço laminado, formado a frio ou soldado, e de uma laje de concreto podendo esta ser moldada in loco, pré-fabricada ou com forma de aço incorporada. A construção de vigas mistas com laje de vigotas pré-moldadas de concreto não é prevista pela norma brasileira de dimensionamento de elementos de aço NBR 8800:2008 e poucos estudos foram realizados até o momento. Geralmente, os estudos realizados sobre vigas mistas são feitos em modelos compostos por perfil de aço e uma faixa de laje denominada largura efetiva. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo teórico e experimental de vigas mistas fazendo parte de um pavimento tipo. O objetivo principal foi o estudo do comportamento das vigas mistas pertencentes a um pavimento tipo quando submetidas a diferentes tipos de carregamentos, distribuídos e concentrados, verificação da formação de fissuras na laje e a importância de considerar uma faixa de laje maciça na região da largura efetiva sobre as vigas. A análise numérica foi realizada utilizando o pacote comercial ANSYS e por meio das expressões de cálculo fornecidas pela norma brasileira de aço e adaptações para consideração da pré-laje de concreto. Os resultados mostraram um bom desempenho das vigas mistas comparadas com a resistência de cálculo de acordo com as expressões fornecidas pela norma para vigas mistas com pré-laje de concreto e a importância da execução de uma faixa maciça na região da largura efetiva. / The composite steel and concrete beams are structural elements witch results of association by a hot rolled, cold formed or welded steel beam and concrete slab which can be made in site, precast or with steel deck. The design of composite beams made with slab made with precast type lattice joist isn\'t anticipated by the brazilian code and a few studies has been made up to now. Usually, the studies about composite beams are made with steel beam and a concrete\'s zone called a slab\'s effective width. In this work a teorical and experimetal studies were presented with a frame\'s composite beams. The aim of this work was investigate the behaviour when differents loads, distributed and concentrated, were apllied, find out if cracks appeared and the importance of design a solid slab on the effective width\'s regions. The theorical analysis made using the code ANSYS v.10.0 and with expressions of brazilian code for composite beams with precast slabs. The results have shown a good agreement with code\'s analitical models and teh importance of design a solid slab on the effective width\'s regions.
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Análise teórica e experimental de vigas mistas de aço e concreto e laje com vigotas pré-moldadas e lajotas cerâmicas em um pavimento tipo / Theorical and experimental analysis of composite steel and concrete beams and slabs made by precast elements with lattice and bricks on a frame

Bruno Eizo Higaki 11 December 2009 (has links)
As vigas mistas de aço e concreto são elementos estruturais que resultam da associação de um perfil de aço laminado, formado a frio ou soldado, e de uma laje de concreto podendo esta ser moldada in loco, pré-fabricada ou com forma de aço incorporada. A construção de vigas mistas com laje de vigotas pré-moldadas de concreto não é prevista pela norma brasileira de dimensionamento de elementos de aço NBR 8800:2008 e poucos estudos foram realizados até o momento. Geralmente, os estudos realizados sobre vigas mistas são feitos em modelos compostos por perfil de aço e uma faixa de laje denominada largura efetiva. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo teórico e experimental de vigas mistas fazendo parte de um pavimento tipo. O objetivo principal foi o estudo do comportamento das vigas mistas pertencentes a um pavimento tipo quando submetidas a diferentes tipos de carregamentos, distribuídos e concentrados, verificação da formação de fissuras na laje e a importância de considerar uma faixa de laje maciça na região da largura efetiva sobre as vigas. A análise numérica foi realizada utilizando o pacote comercial ANSYS e por meio das expressões de cálculo fornecidas pela norma brasileira de aço e adaptações para consideração da pré-laje de concreto. Os resultados mostraram um bom desempenho das vigas mistas comparadas com a resistência de cálculo de acordo com as expressões fornecidas pela norma para vigas mistas com pré-laje de concreto e a importância da execução de uma faixa maciça na região da largura efetiva. / The composite steel and concrete beams are structural elements witch results of association by a hot rolled, cold formed or welded steel beam and concrete slab which can be made in site, precast or with steel deck. The design of composite beams made with slab made with precast type lattice joist isn\'t anticipated by the brazilian code and a few studies has been made up to now. Usually, the studies about composite beams are made with steel beam and a concrete\'s zone called a slab\'s effective width. In this work a teorical and experimetal studies were presented with a frame\'s composite beams. The aim of this work was investigate the behaviour when differents loads, distributed and concentrated, were apllied, find out if cracks appeared and the importance of design a solid slab on the effective width\'s regions. The theorical analysis made using the code ANSYS v.10.0 and with expressions of brazilian code for composite beams with precast slabs. The results have shown a good agreement with code\'s analitical models and teh importance of design a solid slab on the effective width\'s regions.
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Método de avaliação do desempenho térmico de edifícios comerciais e residenciais em Light Steel Framing.

Gomes, Adriano Pinto January 2012 (has links)
Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-13T17:14:13Z No. of bitstreams: 1 TESE_MétodoAvaliaçãoDesempenho.pdf: 13379163 bytes, checksum: f8cd4be30271d0c1acbd1691b1b6c24c (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-01-14T17:53:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_MétodoAvaliaçãoDesempenho.pdf: 13379163 bytes, checksum: f8cd4be30271d0c1acbd1691b1b6c24c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-14T17:53:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_MétodoAvaliaçãoDesempenho.pdf: 13379163 bytes, checksum: f8cd4be30271d0c1acbd1691b1b6c24c (MD5) Previous issue date: 2012 / O sistema Light Steel Framing (LSF) foi introduzido no Brasil no final da década de 90, quando algumas construtoras começaram a importar kits pré-fabricados dos EUA para montagem de casas residenciais. O sistema LSF está passando por um processo de desenvolvimento técnico e de aceitação no mercado da construção civil nacional, mas ainda existem deficiências no projeto, no detalhamento e na execução dos sistemas complementares de fechamento. A avaliação do desempenho térmico de edificações em LSF no programa EnergyPlus pode ser realizada considerando métodos que incluem ou não a estrutura de aço na simulação numérica. Dependendo do método adotado, os resultados das cargas térmicas e da temperatura interna dos ambientes podem superestimar o desempenho térmico da edificação. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método específico para avaliar o desempenho térmico de edificações em LSF, naturalmente ventiladas ou condicionadas artificialmente, considerando os efeitos das pontes térmicas em uma análise global. O método das Propriedades Térmicas Combinadas foi utilizado como base para considerar os efeitos dos perfis de aço em simulações numéricas no programa EnergyPlus. Foram realizados estudos de caso para exemplificar a aplicação do método e discutir parâmetros importantes na simulação de edificações. Observou-se que nas edificações residenciais naturalmente ventiladas não houve diferenças significativas entre os resultados da simulação considerando ou não os efeitos das pontes térmicas. No entanto, a aplicação do método em estudos de caso de edificações condicionadas artificialmente mostrou que, ao se aumentar a diferença de temperatura entre o interior e exterior da edificação por meio do acionamento do sistema de condicionamento de ar, os efeitos das pontes térmicas foram mais significativos, chegando a representar uma variação no pico da carga térmica em cerca de 10%. _____________________________________________________________________ / ABSTRACT: The Light Steel Framing system (LSF) has been introduced in Brazil in the late 90s, when some builders started importing prefabricated kits for the assembly of residential houses in the U.S. The LSF system is undergoing a process of technical development and market acceptance of national construction, but there are still design deficiencies, when it comes to detailing and executing supplementary closing systems. The thermal performance evaluation of buildings in Light Steel Framing using EnergyPlus can be performed considering methods to include or not the light steel structure in numerical simulation. Depending the adopted method, the results of thermal loads and local internal temperature may overestimate the thermal performance in the building. The purpose of this research is to develop a specific method for thermal performance evaluating of buildings in LSF, naturally or artificially conditioned, considering the thermal bridges effects in a global analysis. The method of Combined Thermal Properties was used as a basis considering the metal profiles effects in numerical simulation program EnergyPlus. Some case studies are considered to illustrate the method application and discuss important parameters in the simulation program used in buildings. It was observed that in naturally ventilated residential buildings there were no significant differences between the simulation results considering whether or not the effects of thermal bridges. However, considering in case studies of artificially ventilated buildings, the method showed that when the temperature difference between inside and outside the building using the air-conditioning system increases, the thermal bridges effects were more significant, coming to a variation in the thermal load around 10%.
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Contribuição à análise estrutural de edifícios de aço com ênfase nas ligações semi-rígidas / Contribution to structural analysis of steel building emphasis on semi-rigid connections

Higaki, Bruno Eizo 10 October 2014 (has links)
Observa-se no cenário mundial uma crescente tendência da construção de edifícios de aço. Assim, procurando encontrar a forma mais econômica para a construção, os edifícios projetados estão cada vez mais altos e seus elementos, vigas e pilares, formados por perfis cada vez mais leves. Com isso, são necessários estudos mais avançados para buscar um modelo estrutural que represente o comportamento real dessas estruturas. Este trabalho tem como objetivo discutir e propiciar uma melhor compreensão dos modelos e técnicas de análise estrutural aplicado aos edifícios de aço dando ênfase à influência das ligações. Foi realizado um aprimoramento dos modelos numéricos tridimensionais de ligações de aço e mistas. Foram analisadas três diferentes geometrias de edifícios considerando as não linearidades geométrica e do material, diferentes formas de representação das ligações, consideração das imperfeições geométricas iniciais e imperfeições iniciais de material. Estas análises foram feitas em modelos bidimensionais e tridimensionais. Observou-se grande diferença nos valores de esforços solicitantes e deslocamentos laterais quando a forma de consideração do comportamento semi-rígido das ligações foi variada. / It\'s possible to see that constructions of steel buildings in the world are increasing. Engineers have been trying to build economical constructions. So they have been designing tall buildings using light members. It is necessary new studies to develop structural models that represent structure\'s real behavior. The objective of this work is to discuss and to provide a better understanding of some models and technics used for design steel buildings. It was improved numerical three-dimensional models of steel connections and composite connections. It was analyzed three different geometry of building considering geometrical non-linearity, material non-linearity, different representation of connections, initial geometric imperfections, initial imperfections of material. These analyses were done on bidimensional and threedimensional models. It was noted big difference on internal forces and lateral displacement when was changed the way of representation of connections semi rigid behavior.
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Contribuição à análise estrutural de edifícios de aço com ênfase nas ligações semi-rígidas / Contribution to structural analysis of steel building emphasis on semi-rigid connections

Bruno Eizo Higaki 10 October 2014 (has links)
Observa-se no cenário mundial uma crescente tendência da construção de edifícios de aço. Assim, procurando encontrar a forma mais econômica para a construção, os edifícios projetados estão cada vez mais altos e seus elementos, vigas e pilares, formados por perfis cada vez mais leves. Com isso, são necessários estudos mais avançados para buscar um modelo estrutural que represente o comportamento real dessas estruturas. Este trabalho tem como objetivo discutir e propiciar uma melhor compreensão dos modelos e técnicas de análise estrutural aplicado aos edifícios de aço dando ênfase à influência das ligações. Foi realizado um aprimoramento dos modelos numéricos tridimensionais de ligações de aço e mistas. Foram analisadas três diferentes geometrias de edifícios considerando as não linearidades geométrica e do material, diferentes formas de representação das ligações, consideração das imperfeições geométricas iniciais e imperfeições iniciais de material. Estas análises foram feitas em modelos bidimensionais e tridimensionais. Observou-se grande diferença nos valores de esforços solicitantes e deslocamentos laterais quando a forma de consideração do comportamento semi-rígido das ligações foi variada. / It\'s possible to see that constructions of steel buildings in the world are increasing. Engineers have been trying to build economical constructions. So they have been designing tall buildings using light members. It is necessary new studies to develop structural models that represent structure\'s real behavior. The objective of this work is to discuss and to provide a better understanding of some models and technics used for design steel buildings. It was improved numerical three-dimensional models of steel connections and composite connections. It was analyzed three different geometry of building considering geometrical non-linearity, material non-linearity, different representation of connections, initial geometric imperfections, initial imperfections of material. These analyses were done on bidimensional and threedimensional models. It was noted big difference on internal forces and lateral displacement when was changed the way of representation of connections semi rigid behavior.
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Análise do comportamento estrutural de ligações em aço entre viga de seção I e pilar de seção tubular circular / Structural behavior of steel connections between I-beam and circular hollow section column

Pereira, Daniel Henrique Fidelis 08 November 2013 (has links)
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.
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Proposta metodológica para o projeto de sistemas de fechamento em alvenaria para edifícios institucionais em estrutura de aço / Methodological proposal for the design of masonry veneer systems in institutional buildings with steel structure.

Araújo, André Luís de 13 August 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2015-03-26T13:27:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6709144 bytes, checksum: 1cb4451133554b21ed5870ca88d67cad (MD5) Previous issue date: 2010-08-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The durability performance of multi storey buildings of steel structure is closely associated to the executive project planning in order to provide systems which are exposed to external conditions. The aim of this research was to present a methodological proposal for the design of masonry veneer systems for steel structure of institutional buildings which present high performance regarding durability. In order to execute this proposal, the performance of the veneer system of four institutional buildings at UFV campus was evaluated through building pathologies examination. Buildings which presented variations on the type of connections between masonry and structure, the type of masonry veneer and the type of façades finishes were surveyed. Then, the designed information was confronted with the construction method applied for the masonry veneer details. The confrontation was used to develop sequential procedures to assist the development of a masonry veneer design which aims to prevent pathologies in steel structure. Finally, two building projects were developed using the proposed methodology in a practical design process. / O desempenho de edifícios quanto à durabilidade está relacionado com a previsibilidade dos projetos executivos em planejar sistemas com vistas à condição de exposição ambiental a qual os mesmos estarão submetidos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma proposta metodológica para o projeto de sistemas de fechamento em alvenaria para edifícios institucionais com estrutura de aço, que proporcione um bom desempenho quanto à durabilidade da estrutura e do fechamento. Para subsidiar esta proposta metodológica, avaliou-se o desempenho dos sistemas de fechamento de quatro edifícios institucionais construídos no Campus de Viçosa da Universidade Federal de Viçosa por meio da vistoria técnica de suas manifestações patológicas. Buscaram-se edifícios que apresentassem variações no tipo de fechamento, no tipo de ligações alvenaria-estrutura e no tratamento dado às fachadas. Avaliaram-se as informações de projeto destes edifícios e a eficácia dos detalhes arquitetônicos produzidos. Com base nestas informações, determinou-se a qualidade das práticas de projeto e produziu-se uma seqüência de procedimentos para o desenvolvimento de projetos de sistema de fechamento em alvenaria com vistas à prevenção do surgimento de manifestações patológicas. Para fins de teste demonstrou-se, por meio de dois casos de projetos de sistemas de fechamento, a aplicação desta proposta metodológica.
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Análise do comportamento estrutural de ligações em aço entre viga de seção I e pilar de seção tubular circular / Structural behavior of steel connections between I-beam and circular hollow section column

Daniel Henrique Fidelis Pereira 08 November 2013 (has links)
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.
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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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