Este trabalho compõe-se de duas partes. A primeira parte propõe-se a apresentar um estudo e um programa computacional para a análise não linear geométrica de treliças planas com propriedades: viscoelásticas. Na segunda parte, tem-se o estudo e um programa sobre pórticos planos com propriedades viscoelásticas, usando o modelo reológico standard e o dado pelo CEB. Leva-se em consideração o efeito de temperatura e retração nesta análise. Estende-se o trabalho sobre pórtico para o estudo sobre vigas mistas, levando em consideração a mudança da linha neutra. A formulação está baseada no método dos elementos finitos para grandes deformações, particularizada para treliça e pórtico. É feita a descrição de ambos os programas e rodados diversos exemplos. / This dissertation tackles two problems in the field of viscoelastic analysis of structures. Firstly, we consider the nonlinear geometric analyis of viscoelastic plane trusses by numerical methods. In the second part, plane frames are studied, considerig the viscolelastic behaviour of concrete represented by general reological models and also by the CEB equations; temperature, shrinkage and support movements effect are considered. The computational program also analise composite continuous beams. The formulation is based on a expression of the virtual work theorem valid for finite deformations, and uses the finite element technique. The computation codes are described and several examples are analised

Este trabalho compõe-se de duas partes. A primeira parte propõe-se a apresentar um estudo e um programa computacional para a análise não linear geométrica de treliças planas com propriedades: viscoelásticas. Na segunda parte, tem-se o estudo e um programa sobre pórticos planos com propriedades viscoelásticas, usando o modelo reológico standard e o dado pelo CEB. Leva-se em consideração o efeito de temperatura e retração nesta análise. Estende-se o trabalho sobre pórtico para o estudo sobre vigas mistas, levando em consideração a mudança da linha neutra. A formulação está baseada no método dos elementos finitos para grandes deformações, particularizada para treliça e pórtico. É feita a descrição de ambos os programas e rodados diversos exemplos. / This dissertation tackles two problems in the field of viscoelastic analysis of structures. Firstly, we consider the nonlinear geometric analyis of viscoelastic plane trusses by numerical methods. In the second part, plane frames are studied, considerig the viscolelastic behaviour of concrete represented by general reological models and also by the CEB equations; temperature, shrinkage and support movements effect are considered. The computational program also analise composite continuous beams. The formulation is based on a expression of the virtual work theorem valid for finite deformations, and uses the finite element technique. The computation codes are described and several examples are analised

Made available in DSpace on 2018-09-11T12:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12511_KARLA DEMONER RIBEIRO.pdf: 8314029 bytes, checksum: 1711c950a4e9335d142be93d834cc90d (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / A viga mista de aço e concreto é um sistema estrutural eficiente para suportar cargas gravitacionais de pisos e edifícios pela facilidade de construção e a redução de peso da viga de aço. Na busca por novos materiais e tecnologias construtivas observa-se que a protensão externa é uma das técnicas adotadas para melhorar o comportamento estrutural de um material. No Brasil, a aplicação da protensão em estruturas de aço e mistas de aço e concreto ainda não é usual, por ser uma técnica pouco difundida e pela falta de normas e formulações claras sobre o assunto. Existem estudos analíticos sobre vigas mistas biapoiadas protendidas, mas há uma carência na literatura de trabalhos que abranjam metodologias de dimensionamento. Esse trabalho visa discorrer sobre metodologias de análise e dimensionamento de vigas mistas de aço e concreto biapoiadas com perfis de aço de seção I duplamente simétrica e monossimétrica utilizando a técnica de pré-tração. Foi desenvolvido um programa computacional para realizar a análise e o dimensionamento dessas vigas, com base na metodologia de cálculo da ABNT NBR 8800:2008 e na análise de tensões, sendo este devidamente aferido por meio de exemplo numérico resolvido manualmente. Com o uso do programa computacional, um estudo paramétrico foi realizado para analisar a influência do comprimento do vão, do grau de monossimetria da seção transversal do perfil de aço e da excentricidade da força de protensão na capacidade resistente das vigas. Os resultados da pesquisa indicam que embora a protensão tenha gerado uma melhora considerável no comportamento das vigas mistas à flexão, reduzindo o momento fletor solicitante e aumentando o momento fletor resistente, há pouca vantagem em relação a otimização do perfil de aço porque a força de protensão introduz tensões de compressão. Os efeitos da protensão foram bem mais benéficos para as vigas de perfil duplamente simétrico do que para as de perfil monossimétrico. Nessa pesquisa não foi possível concluir qual excentricidade proporciona a maior resistência a flexão pois não houve variação considerável na resistência ou na solicitação quando se variou esse parâmetro

Made available in DSpace on 2018-09-11T12:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12511_KARLA DEMONER RIBEIRO.pdf: 8314029 bytes, checksum: 1711c950a4e9335d142be93d834cc90d (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / A viga mista de aço e concreto é um sistema estrutural eficiente para suportar cargas gravitacionais de pisos e edifícios pela facilidade de construção e a redução de peso da viga de aço. Na busca por novos materiais e tecnologias construtivas observa-se que a protensão externa é uma das técnicas adotadas para melhorar o comportamento estrutural de um material. No Brasil, a aplicação da protensão em estruturas de aço e mistas de aço e concreto ainda não é usual, por ser uma técnica pouco difundida e pela falta de normas e formulações claras sobre o assunto. Existem estudos analíticos sobre vigas mistas biapoiadas protendidas, mas há uma carência na literatura de trabalhos que abranjam metodologias de dimensionamento. Esse trabalho visa discorrer sobre metodologias de análise e dimensionamento de vigas mistas de aço e concreto biapoiadas com perfis de aço de seção I duplamente simétrica e monossimétrica utilizando a técnica de pré-tração. Foi desenvolvido um programa computacional para realizar a análise e o dimensionamento dessas vigas, com base na metodologia de cálculo da ABNT NBR 8800:2008 e na análise de tensões, sendo este devidamente aferido por meio de exemplo numérico resolvido manualmente. Com o uso do programa computacional, um estudo paramétrico foi realizado para analisar a influência do comprimento do vão, do grau de monossimetria da seção transversal do perfil de aço e da excentricidade da força de protensão na capacidade resistente das vigas. Os resultados da pesquisa indicam que embora a protensão tenha gerado uma melhora considerável no comportamento das vigas mistas à flexão, reduzindo o momento fletor solicitante e aumentando o momento fletor resistente, há pouca vantagem em relação a otimização do perfil de aço porque a força de protensão introduz tensões de compressão. Os efeitos da protensão foram bem mais benéficos para as vigas de perfil duplamente simétrico do que para as de perfil monossimétrico. Nessa pesquisa não foi possível concluir qual excentricidade proporciona a maior resistência a flexão pois não houve variação considerável na resistência ou na solicitação quando se variou esse parâmetro

Este trabalho compõe-se de duas partes. A primeira parte propõe-se a apresentar um estudo e um programa computacional para a análise não linear geométrica de treliças planas com propriedades: viscoelásticas. Na segunda parte, tem-se o estudo e um programa sobre pórticos planos com propriedades viscoelásticas, usando o modelo reológico standard e o dado pelo CEB. Leva-se em consideração o efeito de temperatura e retração nesta análise. Estende-se o trabalho sobre pórtico para o estudo sobre vigas mistas, levando em consideração a mudança da linha neutra. A formulação está baseada no método dos elementos finitos para grandes deformações, particularizada para treliça e pórtico. É feita a descrição de ambos os programas e rodados diversos exemplos. / This dissertation tackles two problems in the field of viscoelastic analysis of structures. Firstly, we consider the nonlinear geometric analyis of viscoelastic plane trusses by numerical methods. In the second part, plane frames are studied, considerig the viscolelastic behaviour of concrete represented by general reological models and also by the CEB equations; temperature, shrinkage and support movements effect are considered. The computational program also analise composite continuous beams. The formulation is based on a expression of the virtual work theorem valid for finite deformations, and uses the finite element technique. The computation codes are described and several examples are analised

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10413_Dissertação Allan Damm Piassi.pdf: 3596692 bytes, checksum: 8d8f670740ed8be654efbe72b7dc091e (MD5) Previous issue date: 2016-08-05 / As vigas mistas de aço e concreto contínuas e semicontinuas têm se mostrado uma opção interessante de racionalização e otimização de sistemas estruturais, uma vez que possuem uma melhor distribuição de momentos fletores. Adicionalmente, quan-do se utilizam perfis celulares de aço em vigas mistas os resultados em relação à economia podem ser ainda mais promissores. Entretanto, em vigas mistas contínuas ou semicontinuas, na região de momentos negativos próximos aos apoios internos, uma parte do perfil de aço está sujeita à compressão, o que pode ocasionar um es-tado limite de instabilidade global denominado flambagem lateral com distorção (FLD). A ABNT NBR 8800:2008 fornece um procedimento aproximado para verifica-ção desse estado limite pelo qual se obtém o momento crítico elástico a partir da rigidez rotacional das vigas mistas, porém esse procedimento se restringe às vigas mistas com perfis de aço de alma cheia. Neste trabalho, uma equação para o cálculo da rigidez rotacional da alma de perfis celulares foi deduzida analiticamente e verifi-cada por análise numéricas desenvolvidas no ANSYS, sendo possível comprovar a sua eficiência. Uma análise paramétrica foi implementada para avaliação da influên-cia dos parâmetros geométricos do perfil celular no valor da rigidez rotacional de sua alma. A formulação proposta para rigidez rotacional de vigas mistas com perfil celu-lar utiliza a equação deduzida neste trabalho para o cálculo da rigidez da alma e a equação da ABNT NBR 8800:2008 para o cálculo da rigidez rotacional da laje. O valor da rigidez rotacional fica determinado com base na expressão da rigidez de molas ligadas em série. Dessa forma, o cálculo do momento crítico à FLD, prescrito na ABNT NBR 8800:2008, é estendido a vigas mistas com perfil de aço celular em exemplos numéricos com as devidas modificações nas propriedades geométricas e na rigidez rotacional. Palavras chave: Flambagem Lateral com Distorção, Vigas Mistas Contínuas e Se-micontínuas, Perfil de Aço Celular, Rigidez Rotacional da Viga Mista.

Foram realizados estudos das ações e suas combinações, que possam ocorrer nas pontes; também foram apresentados as principais características das pontes em vigas mistas e os tabuleiros utilizados, os conectores de cisalhamento que são utilizados na ligação aço/concreto e os efeitos da retração e fluência das vigas mistas. No estudo desses efeitos realizou-se uma análise elástica; a seção transversal foi considerada idealizada e as tensões atuantes na seção mista foram obtidas através do método das tensões admissíveis. Este procedimento foi baseado por Djuric (1963) posteriormente por Mason (1976), considerando interação completa entre aço/concreto e o carregamento sendo aplicado no tempo t=0 e no tempo t='infinito'. Verificou-se ao longo do tempo um aumento do deslocamento e uma redistribuição de tensões na seção mista devido os efeitos da retração e fluência / It was achieved studies of the actions and it’s combinations that can happen at the bridges also it was presented the main characteristics of the bridges in composite beams and the slab applied the shear connectors that are utilized at the joining steel/concrete and the effects of the shrinkage and creep of the composite beams. In the study these effects come about an analysis elastic the cross-section was considered idealized and the stresses that actuate at the composite section were obtained through the method admissible stresses. This procedure was based by Djuric (1963) later by Mason (1976) considering full interaction between steel/concrete and the load being applied at the time t=0 and at the time t='infinite'. It was verified along the time a rise of the deflection and a redistribution of the stresses at the composite section due to the effects of the shrinkage and creep

As vigas mistas de aço-concreto vêm ganhando espaço no mundo e no Brasil. Sua grande vantagem é o aproveitamento das melhores propriedades que cada material apresenta. O aço possui excelente resposta para esforços tanto de tração como os de compressão e o concreto para esforços de compressão. As vigas mistas envolvem basicamente o perfil de aço, a laje de concreto, os conectores e as armaduras. Na interface destes materiais ocorrem fenômenos que merecem destaque, como grau de interação, cisalhamento na superfície de contato e separação vertical. Os procedimentos normalmente empregados em projetos de estruturas convencionais de concreto armado e de aço fornecem muitas respostas para questões semelhantes nas estruturas mistas, porém, no geral, não abordam a questão mais relevante que é a ligação entre o aço e o concreto. Na vizinhança dos conectores de cisalhamento, a laje da viga mista de aço e concreto está sujeita a uma combinação de cisalhamento longitudinal e momento fletor transversal, por isso a interface é a região que necessita de uma análise cuidadosa. Esses aspectos são os objetos principais da pesquisa. Adicionalmente são discutidos os procedimentos de projetos adotados pelas normas brasileira (NBR 8800-86), americana (AISC) e européia (EUROCODE 4): nas regiões de ligações entre os materiais por meio de conectores em perfis de aço sob lajes de concreto, no controle da fissuração em seções solicitadas por momentos negativos e nas armaduras transversais de costura. / The use of composite steel-concrete beams is increasing in Brazil and in the world, because this is to take advantage of the best properties of each material. Steel has an excellent response to compression and tension and concrete has to compression. Composite beams include basically the steel beam, concrete slab, connectors and reinforcement. Some phenomena in the interface of these materials must be considered, like the degree of interaction, shear in contact surface and uplift. The procedures normally taken in design of conventional structures of reinforced concrete and steel structures supply many answers to similar questions in composite structures, but, in general, they do not approach the most relevant question which is the bond between steel and concrete. The slab of composite steel-concrete beam is affected by a combination of longitudinal shear and transverse flexure, in the neighborhood of the shear connector. The analysis of the behavior of the slab and the reinforcement are main aspect of the work. In addition, some design procedures adopted by Brazilian Standard (NBR 8800-86), American Standard (AISC-2005) and European standard (EUROCODE 4) are discussed, in especial the related to connects, the crack control in sections with hogging moment and in transverse reinforcement.

As vigas mistas de aço e concreto têm sido empregadas cada vez mais como uma solução em problemas de engenharia, o que pode ser verificado em estruturas de pontes e viadutos. Também em estruturas de edifícios onde se procure maior leveza ou vencer maiores vãos, esse tipo de solução é empregada. Efetivamente uma viga mista permite empregar os materiais que a compõe de modo ótimo. Quando se fala em vigas mistas a protensão externa é uma solução que pode ser empregada como reforço estrutural, ou para aumentar a capacidade de carga da estrutura. A mesma também pode ser considerada desde a etapa de projeto com o objetivo de se obter uma estrutura mais leve. Verifica-se uma carência de material de referência quanto ao dimensionamento de vigas mistas submetidas à protensão externa. Nesse contexto, o trabalho proposto busca estudar esse assunto através da implementação de um algoritmo para consideração da protensão externa num código computacional existente. Esse trabalho segue a linha dos trabalhos que têm sido desenvolvidos no CEMACOM associados com esse tema. Basicamente foram implementados dois tipos de elementos para simulação dos cabos de protensão e um elemento de contato para simular o escorregamento entre os cabos de protensão e os desviadores intermediários. Vários exemplos são apresentados e os resultados obtidos comprovam o funcionamento adequado do código implementado. / Nowadays the composite steel and concrete beams have been increasingly used as a solution in engineering problems; this fact can be verified on bridges and viaducts structures. Also in building structures where the engineers look for greater lightness or gain larger spans, this type of solution is employed. Effectively a composite beam allows you to use the materials that compose in the optimal mode. When a composite beam externally prestressed is used as a structural solution could be for reinforcement, or to increase the load capacity of the structure. The same can also be seen from the design step in order to obtain a lighter structure. There is a lack of reference material in the design of composite beams subjected to external prestressing. In this context, the proposed work aims to study this issue by implementing an algorithm for consideration of external prestressing in an existing computational code. This dissertation follows the line of works that has been developed in the CEMACOM associated with this theme. Basically were implemented two types of elements for simulation of prestressing tendons and a contact element to simulate the slip between the prestressing tendons and intermediate deviators. Several examples are presented and the results demonstrate the proper functioning of the implemented code.

As vigas mistas de aço e concreto, por empregarem cada um desses materiais dentro de suas melhores características mecânicas, são uma boa solução estrutural para vários problemas de engenharia. Em função da geometria, carregamento e restrições de deslocamentos essas vigas apresentam vários modos de falhas que precisam ser verificados no seu dimensionamento. Nesse contexto, esse trabalho tem como objetivo estudar o comportamento das vigas mistas em situações onde a aplicação da não linearidade geométrica pode a priori ser importante. Em vigas simplesmente apoiadas, com a linha neutra localizada no perfil de aço e em vigas contínuas na região de momentos negativos, o perfil de aço está sujeito à compressão. Nessas situações os modos de falha de flambagem local, flambagem lateral por torção e flambagem distorcional (no caso de perfis I enrijecidos) podem ocorrer principalmente quando o perfil de aço é do tipo não compacto. Em vigas mistas com aberturas no perfil de aço, por exemplo, para passagem de tubulações, também há modos de falhas adicionais que devem ser investigados. O trabalho em questão foi conduzido empregando-se o código desenvolvido no CEMACOM com pequenas alterações para a priori permitir analisar problemas com pequenas não linearidades geométricas. Em paralelo empregou-se o software ANSYS customizado para analisar problemas com não linearidades geométricas significativas. Vários exemplos foram analisados empregando-se ambos os softwares e os resultados obtidos mostram o bom funcionamento do ANSYS customizado e do script para modelar vigas mistas. Por outro lado, algumas vigas analisadas demonstraram a carência de alguns recursos do programa desenvolvido no CEMACOM. / The steel - concrete composite beams are a good structural solution to various engineering problems. The main advantage of steel - concrete composite beams is to employ each of these materials within their best mechanical characteristics, which results in a more efficient stiffness/ weight ratio. Due to the geometry, loading and displacement constraints, these beams present several failure modes that need to be verified in their design. In simply supported beams, the steel profile is subjected to compression when the neutral line is located in the steel profile. In continuous beams, the steel profile is subject to compression in the hogging moment region. In these situations, local buckling, lateral - torsional buckling, and distortional buckling failure modes (in the case of I stiffened profiles) may occur. Local buckling becomes important when the steel profile is of the non-compact type. In several practical situations it is also common to use composite beams with openings in the steel profile, for example, for passage of pipes. This solution also introduces failure modes that must be investigated. A priori these problems require the use of a nonlinear geometric analysis to be studied. The work in question was conducted using the code developed in CEMACOM with small changes to a priori allow analyzing problems with small geometric nonlinearities. In parallel, the customized ANSYS software was used to analyze problems with significant geometric nonlinearities. Several examples were analyzed using both software and the results obtained show the proper functioning of the customized ANSYS and the script to model mixed beams. On the other hand, some analyzed beams demonstrated the lack of some resources of the program developed in CEMACOM.