Tese de mestrado. Estruturas de Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

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 apresenta uma análise numérica sobre o comportamento estrutural das ligações parafusadas viga-coluna com chapa de topo. São estudados dois métodos tradicionais de dimensionamento e são apresentados cinco sistemas de classificação propostos para as ligações. Modelos numéricos das ligações estudadas são preparados com a utilização de elementos finitos e os resultados numéricos são comparados com resultados experimentais conhecidos. São abordados aspectos relativos às propostas de dimensionamento, em comparação com os resultados numéricos e experimentais. Em particular, é discutida a rigidez das ligações, verificando-se a influência da variação da espessura da chapa de topo e diâmetro dos parafusos. Com a comparação entre resultados numéricos e experimentais, é analisada a representatividade dos modelos numéricos com relação ao comportamento das ligações estudadas. Finalmente, são apresentadas as conclusões e recomendações para futuras pesquisas / This work presents a numerical analysis on the structural behavior of bolted beam-to-column end plate connection. Two traditional design methods are studied and five proposed classification systems for connections are presented. Numerical models representing the studied connections are prepared using finite elements and numerical results are compared with existing experimental results. The design proposals are compared with numerical and experimental results. In particular, the connection rigidity is discussed by verifying the influence of variations in end plate thickness and bolt diameter. Comparing numerical and experimental results the reliability of F.E.M models is appraised. Finally, conclusions are presented with some suggestions for future researches

Este trabalho apresenta uma análise numérica e experimental sobre o comportamento estrutural de ligações parafusadas viga-pilar com chapa de topo estendida. Discute-se, em particular, o comportamento da chapa de topo e dos parafusos na determinação da capacidade resistente dessas ligações. A análise de resultados numéricos é utilizada como base para as discussões neste trabalho e a modelagem numérica, realizada em elementos finitos com o software ANSYS, incluiu modelos tridimensionais de ligações com chapa de topo estendida e de ligações duplo “T". Com os resultados numéricos e experimentais, os mecanismos de transferência dos esforços entre viga e pilar e os mecanismos de plastificação da chapa de topo e dos parafusos são observados, avaliando-se as linhas de plastificação na chapa de topo em confronto com a metodologia proposta pelo Eurocode 3 na determinação dos perfis “T" equivalentes. Para esses fatores, observou-se que os modos de falha indicados pelo Eurocode 3 não representam satisfatoriamente o comportamento das ligações analisadas. A modelagem numérica, por sua vez, mostrou-se generalista e representativa como ferramenta para análises paramétricas e como complemento de análises experimentais / This work presents a numerical and experimental analysis on the structural behavior of bolted beam-column extended end plate connections. The behavior of the end plate and bolts used in the calculations of the end plate strength is specially discussed. Numerical results are used as basis to the discussions presented in this work and the modeling methodology, with FE models built with the ANSYS code, included 3D models of extended end plate and T-stub connections. The beam-to-column load transfer mechanisms and the yielding mechanisms at end plates and bolts are observed using numerical and experimental results. The yielding lines at the end plate are evaluated against the methodology proposed by Eurocode 3 for the calculations on the equivalent T-stub. Regarding the aforementioned factors, it is shown that the collapse modes indicated by Eurocode 3 do not represent satisfactorily the behavior of the analyzed connections. The numerical modeling was found to be general in application and reliable as a tool for parametric analyses and as a complement to experiments

Mestrado Integrado. Engenharia Civil - Especialização em Estruturas. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Estruturas). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Este trabalho apresenta uma análise numérica e experimental sobre o comportamento estrutural de ligações parafusadas viga-pilar com chapa de topo estendida. Discute-se, em particular, o comportamento da chapa de topo e dos parafusos na determinação da capacidade resistente dessas ligações. A análise de resultados numéricos é utilizada como base para as discussões neste trabalho e a modelagem numérica, realizada em elementos finitos com o software ANSYS, incluiu modelos tridimensionais de ligações com chapa de topo estendida e de ligações duplo “T”. Com os resultados numéricos e experimentais, os mecanismos de transferência dos esforços entre viga e pilar e os mecanismos de plastificação da chapa de topo e dos parafusos são observados, avaliando-se as linhas de plastificação na chapa de topo em confronto com a metodologia proposta pelo Eurocode 3 na determinação dos perfis “T” equivalentes. Para esses fatores, observou-se que os modos de falha indicados pelo Eurocode 3 não representam satisfatoriamente o comportamento das ligações analisadas. A modelagem numérica, por sua vez, mostrou-se generalista e representativa como ferramenta para análises paramétricas e como complemento de análises experimentais / This work presents a numerical and experimental analysis on the structural behavior of bolted beam-column extended end plate connections. The behavior of the end plate and bolts used in the calculations of the end plate strength is specially discussed. Numerical results are used as basis to the discussions presented in this work and the modeling methodology, with FE models built with the ANSYS code, included 3D models of extended end plate and T-stub connections. The beam-to-column load transfer mechanisms and the yielding mechanisms at end plates and bolts are observed using numerical and experimental results. The yielding lines at the end plate are evaluated against the methodology proposed by Eurocode 3 for the calculations on the equivalent T-stub. Regarding the aforementioned factors, it is shown that the collapse modes indicated by Eurocode 3 do not represent satisfactorily the behavior of the analyzed connections. The numerical modeling was found to be general in application and reliable as a tool for parametric analyses and as a complement to experiments

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 apresenta uma análise numérica sobre o comportamento estrutural das ligações parafusadas viga-coluna com chapa de topo. São estudados dois métodos tradicionais de dimensionamento e são apresentados cinco sistemas de classificação propostos para as ligações. Modelos numéricos das ligações estudadas são preparados com a utilização de elementos finitos e os resultados numéricos são comparados com resultados experimentais conhecidos. São abordados aspectos relativos às propostas de dimensionamento, em comparação com os resultados numéricos e experimentais. Em particular, é discutida a rigidez das ligações, verificando-se a influência da variação da espessura da chapa de topo e diâmetro dos parafusos. Com a comparação entre resultados numéricos e experimentais, é analisada a representatividade dos modelos numéricos com relação ao comportamento das ligações estudadas. Finalmente, são apresentadas as conclusões e recomendações para futuras pesquisas / This work presents a numerical analysis on the structural behavior of bolted beam-to-column end plate connection. Two traditional design methods are studied and five proposed classification systems for connections are presented. Numerical models representing the studied connections are prepared using finite elements and numerical results are compared with existing experimental results. The design proposals are compared with numerical and experimental results. In particular, the connection rigidity is discussed by verifying the influence of variations in end plate thickness and bolt diameter. Comparing numerical and experimental results the reliability of F.E.M models is appraised. Finally, conclusions are presented with some suggestions for future researches

Considerar un comportamiento semi-rígido para las uniones permite reducir el dimensionado de las vigas respecto a la solución articulada, ya que al poseer una cierta rigidez a flexión el momento en centro de vano disminuye. Por otro lado, al tratarse de uniones no rigidizadas, el coste de ejecución de las mismas es sensiblemente inferior al de las rígidas. A pesar de las ventajas de este tipo de uniones no se utilizan en la práctica habitual. Hasta hace unos pocos años porque las normas de aplicación sólo incluían criterios para comprobar su resistencia, y más recientemente porque, a pesar de que el anejo J del Eurocódigo 3 permite, a partir de su geometría, determinar la rigidez y resistencia de las uniones semi-rígidas, no establece una estrategia de actuación para el diseño de pórticos con este tipo de nudos. Con el fin de establecerla, y considerando que la máxima reducción en el dimensionado de las vigas corresponde a estructuras de nudos rígidos, esta Tesis plantea analizar las posibilidades prácticas de diseño que ofrecen aquellas uniones no rigidizadas con un comportamiento lo más parecido posible al de las rígidas (uniones con soldadura perimetral directa y uniones atornilladas con chapa frontal extendida). Con este objeto se han calculado más de 1500 pórticos de edificación diseñados con este tipo de uniones considerando su rigidez real (obtenida mediante el método de los componentes) modelizando su comportamiento según las posibles idealizaciones del diagrama Momento-Rotación que establece la norma de referencia, analizando su influencia en la respuesta de la estructura, y verificando su resistencia, para diferentes longitudes de vigas y soportes y distinto número de plantes y vanos, comparando los resultados obtenidos con los de los mismos pórticos diseñados con uniones rígidas o articuladas, con el fin de obtener unas pautas de diseño y rango de validez de las mismas. / Guardiola Víllora, AP. (2007). Comportamiento de los nudos semi-rígidos en estructuras metálicas de edificación [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1880 / Palancia