O principal objetivo deste trabalho é apresentar um estudo sobre análise de estrutura tridimensional de edifícios de andares múltiplos considerando a interação de deslocamentos e esforços entre os vários elementos que formam a estrutura, levando-se em consideração a rigidez transversal à flexão das lajes. Isto é realizado através de um modelo que compatibiliza o elemento que discretiza o núcleo com sete graus de liberdade, baseado na teoria da flexo-torção de Vlassov, com o restante da estrutura tridimensional de edifícios de andares múltiplos formada pelos núcleos, pilares, vigas e lajes. Os elementos finitos de placa adotados na discretização do pavimento, responsáveis pela consideração da rigidez transversal das lajes na análise do edifício são o DKT (Discrete Kirchhoff Theory) e DST (Discrete Shear Theory). Para os pilares e os núcleos o equilíbrio de forças é verificado na sua posição deformada, ou como é conhecido da literatura técnica, análise em teoria de 2ª ordem, considerando a não linearidade geométrica. Para o cálculo dos esforços e deslocamentos na estrutura são aplicadas as técnicas de subestruturação em série e paralelo na matriz de rigidez global da estrutura. Elaborou-se um programa de computador para o processo de cálculo, utilizando a linguagem computacional Fortran Power Station 90 e pré e pós processadores em Visual Basic 6.0 para ambiente Windows. Finalmente são apresentados alguns exemplos para comprovar a validade do processo de cálculo utilizado / The main aim of this work is to apresent a study about analysis of three-dimentional structures of multistory buildings considering the interaction of displacements and stresses of the elements of the structures, with the influence of the transverse bending stiffness of slabs. The plate finite elements adopted in floor discretization, responsible for considering the bending stiffness contribution of slabs in the analysis of buildings, are the DKT (Discrete Kirchhoff Theory) and the DST (Discrete Shear Theory). For columns and core walls the forces equilibrium is verified for the columns in their deformed position, which is known in the technical literature as second order analysis, considering the geometric non-linearity. The techniques of serial and parallel analyses of substructures are applied to the global stiffness matrix for the calculus of forces and displacements in the structure. A computer program was developed for the calculation process, using the computer language Fortran Power Station 90 and pre and post-processors in Visual Basic 6.0 for a Windows environment. Finally, some examples are presented to check the validity of the employed calculus process

O presente estudo traz uma revisão bibliográfica dos sistemas estruturais, da estabilidade e análise estrutural de edifícios de múltiplos andares com estrutura de aço e, ainda, do emprego de elementos mistos aço e concreto nesses sistemas, com ênfase às vigas mistas. É aplicável a duas áreas, a saber: acadêmica e prática. Na área acadêmica, contribui com informações que permitem iniciar linhas de pesquisas para diversos assuntos. Na área prática, através de exemplos, contribui com a análise da viabilidade do processo construtivo e estrutural. E por meio de instruções mínimas, contribui para o desenvolvimento de projetos de estruturas metálicas. A referida pesquisa é embasada na ABNT NBR 8800:2008 e, quando indispensável, nas normas ANSI/AISC 360-10 e EN 1994-1-1:2004. / The concerned study brings a literature review of structural systems, stability and structural analysis of multistory buildings with steel structures and also the use of steel-concrete composite elements in those systems, with emphasis on composite beams. It applies to two subjects, namely: academic and practical. In academics, it contributes with informations that allows you to start several lines of research. In the practice, through examples, it contributes with the assessment of the viability of the construction and structural process. And using minimal instructions, it contributes to the development of steel structure projects. The related research is based on the ABNT NBR 8800:2008 and, when necessary, on ANSI/AISC 360-10 and EN 1994-1-1:2004.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-03-29T18:21:36Z No. of bitstreams: 1 DissMCAad.pdf: 6301246 bytes, checksum: 1a4544ba506998d2e95d6d0e3106cbc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-03T20:08:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMCAad.pdf: 6301246 bytes, checksum: 1a4544ba506998d2e95d6d0e3106cbc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-03T20:08:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMCAad.pdf: 6301246 bytes, checksum: 1a4544ba506998d2e95d6d0e3106cbc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T20:13:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMCAad.pdf: 6301246 bytes, checksum: 1a4544ba506998d2e95d6d0e3106cbc2 (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / Não recebi financiamento / The structural modeling of mult-storey buildings using the simplified model in which the slabs is calculated in isolation and their efforts transferred to a three-dimensional frames is now overcome by the state of the art computational analysis. Currently even with structures formed by bar elements (three-dimensional frames) it is possible to make the analysis considering the effect monolithic of concrete structures or operating as a whole. For certain cases, it is essential to consider all the structural elements participating in the bracing to the structure is presented stable in the horizontal actions combined with vertical actions, such as the flat slabs systems.Through of analysis examples of structures of buildings with multiple floors in reinforced concrete are presented advantages in performing three-dimensional modeling, comparing the results obtained with the simplified models. It shows the importance of considering the slab stiffness in flat slabs systems and how the distribution of efforts to change the three-dimensional model. Analyses are done using commercial software tool allowing verify quantitative variation of structural materials. Finally an analysis is made of the examples made showing the main differences in the new models. / A modelagem estrutural de edifícios de múltiplos andares usando o modelo simplificado no qual o pavimento é calculado de forma isolada e seus esforços transferidos para um pórtico tridimensional hoje está superada pelo estado da arte da análise computacional. Atualmente mesmo com estruturas constituídas por elementos de barras (pórticos tridimensionais) já é possível fazer a análise considerando o efeito monolítico das estruturas de concreto, ou seja, funcionando com um todo. Para determinados casos, é fundamental a consideração de todos os elementos estruturais participando do contraventamento para que a estrutura se apresente estável frente às ações horizontais combinadas com as ações verticais, como, por exemplo, os sistemas de lajes lisas. Por meio das análises de alguns exemplos de estruturas de edifícios de múltiplos pavimentos de concreto armado são apresentadas as vantagens em se realizar a modelagem tridimensional, comparando-se os resultados obtidos com os dos modelos simplificados. Mostra-se a importância da consideração da rigidez da laje em sistemas de lajes lisas e como a distribuição de esforços se altera no modelo tridimensional. As análises são feitas através de ferramenta computacional comercial permitindo assim verificar a variação de quantitativo de materiais estruturais. Por fim é feita uma análise dos exemplos realizados mostrando as principais diferenças encontradas nos novos modelos.