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¿Behaviour of semi-rigid composite beam ¿ column connections with steel beams and precast hollow core slabs.

Lam, Dennis, Fu, F. January 2006 (has links)
This paper is concerned with the behaviour of beam ¿ column connections of steel ¿ concrete composite beams with precast hollow core slabs. Experiments were carried out to investigate the joint rotation characteristics and ultimate moment capacity of these connections. Details of the test specimens, instrumentation, test set-up and test procedures are described. Results obtained for the connection moment capacity, rotation capacity and failure modes are presented. It is found that through proper design and detailing, these simple steel connections display the characteristics of a semi-rigid connection with very little extra cost.
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The effect of moment-rotation joint behaviour on the displacements of portal frames

Albertyn, Heindrich Louw 12 1900 (has links)
Thesis (MScEng)--Stellenbosch University, 2011. / ENGLISH ABSTRACT: Higher grade steels are being rolled in South Africa by suppliers and results in structural members having an increased axial and bending moment capacity due to an increased yield stress. Structural elements used in designs are stronger and therefore lighter sections with sufficient axial and bending moment capacity are used. Displacements of structural elements are calculated using the stiffness and Young’s modulus of a profile. These values are not affected by the increased yield stress in higher steel grades and therefore have a negative effect on the displacements of the structure. The potential of these higher grade structural elements are not utilized through serviceability limit state criteria, since the displacement determination does not account for the increased capacities of higher grade steels, but only stiffness and elasticity of the members. Structural analysis of portal frames does not account for the real behaviour of steel connections and column bases. It is assumed that connections and bases are either fully rigid or perfectly pinned. This assumption is used in the analysis and design of the structure. Although it is assumed that connections and bases are either rigid or pinned, the real behaviour is in between these two extremes. Rigid connections exhibit a certain flexibility under loading whereas pinned bases provide a certain restraint under loading. The real behaviour of connections and bases are referred to as the moment-rotation behaviour of the connection. For a certain applied moment to the connection or base, the connection exhibits a certain rotation. The focus of this study is placed on the accuracy and feasibility of modelling the real behaviour of connections and bases in a structural analysis of a portal frame. A connection stiffness is determined from the connection’s moment-rotation behaviour, and is assigned to a rotational spring of zero length in a structural analysis. An experimental investigation was conducted to obtain the real displacement data of a portal frame subject to loads for two different support conditions, i.e. a perfect hinge and grouted-support. A perfect hinge support was used to isolate the moment-rotation response of the ridge and eaves connection. The experimental results were used to compared to the results obtained from a structural analysis to determine the accuracy of the numerical results. A real design case was investigated with load combinations imposed on the frame in accordance with SANS 10160:2011. Three methods of modelling connections and bases in an analysis were considered. Firstly modelling connections as rigid and bases as pinned, secondly modelling connections as linear rotational springs and bases as pinned. Lastly was to model connections as linear rotational springs and bases as non-linear rotational springs. The outcome of the research was that more accurate displacements of a portal frame could be obtained by modelling the real behaviour of rigid connections as rotational springs, but this is not the case with grouted column bases. It is thus not feasible to model the real behaviour of connections and bases in a structural analysis as the current method of modelling connections as rigid and bases as pinned provides reliable and accurate displacement results. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Hoë graad staal word tans in Suid Afrika gerol deur verskaffers en lei daartoe dat strukturele elemente oor ’n groter aksiale- en buigmomentkapasiteit het as gevolg van ’n groter vloeispanning. Strukturele elemente in ontwerpe is sterker en gevolglik het ligter elemente die benodigde aksiale- en buigmoment-kapasiteit. Verplasings van strukturele elemente word bepaal vanaf die styfheid en Young modulus van die element. Hierdie waardes word nie beïnvloed deur die groter vloeispanning van hoë graad staal nie, en het dus ’n negatiewe uitwerking op die verplasings van die struktuur. Die potensiaal van die gebruik van hoë graad staal word nie benut in die geval van voldoening aan diensbaarheids kriterium nie, aangesien verplasings bepaal word vanaf die styfheid en elastisiteit van die elemente, en nie vloeispanning nie. Strukturele analise van portaalrame neem nie die ware gedrag van konneksies en kolomvoetstukke in ag nie. Die aanname word gemaak in analises en ontwerpe dat konneksies en voetstukke óf rigied óf geskarnierd is. Hierdie is slegs ’n aanname en in die werklikheid lê die ware gedrag van konneksies en voetstukke tussen hierdie grense. Rigiede konneksies toon ’n sekere buigbaarheid tydens belasting en geskarnierde voetstukke toon ’n sekere beperking teen rotasies. Die ware gedrag van konneksies en voetstukke word gedefinieer as moment-rotasie gedrag. Vir ’n spesifieke aangewende moment, ondergaan die konneksie of voetstuk ’n sekere rotasie. Hierdie studie fokus op die akkuraatheid en uitvoerbaarheid van die modellering van die ware gedrag van konneksies en voetstukke in ’n strukturele analise van portaalrame. Die styfheid van ’n konneksie word bepaal vanaf sy unieke moment-rotasie gedrag, en word ingevoer as ’n styfheid van ’n rotasieveer in ’n strukturele analise. ’n Eksperimentele ondersoek was gedoen om verplasingswaardes van ’n portaalraam onder belastings te bepaal. Twee ondersteunings is ondersoek in die eksperimentele program, naamlik ’n geskarnierde ondersteuning asook ’n breivul ondersteuning. Die gebruik van die geskarnierde ondersteuning isoleer die moment-rotasie gedrag van die nok en dakrand konneksies. Die eksperimentele resultate was gebruik om die akkuraatheid van die resultate vanaf die strukturele analise te ondersoek. Laastens was ’n ontwerpsprobleem ondersoek deur laskombinasies, soos bepaal volgens die riglyne van SANS 10160:2011, op ’n portaalraam aan te wend. Drie gevalle van modellering van konneksies in ’n strukturele analise is ondersoek. Eerstens om konneksies as rigied en voetstukke as geskarnierd te beskou. Tweedens was die konneksies as linieêre rotasievere gemodelleer en voetstukke as geskarnierd te beskou. Laastens was om konneksies as linieêre rotasievere te modeleer en voetstukke as nie-linieêre rotasievere. Die navorsing het getoon dat meer akkurate verplasings van portaalrame bepaal kan word deur rigiede konneksies te modelleer as rotasievere, maar dit is nie die geval met breivul ondersteunings nie. Die gevolg is dat die uitvoerbaarheid van die modellering van konneksies en voetstukke as rotasievere nie effektief is nie, aangesien die huidige metode van die modellering van konneksies as rigied en voetstukke as geskarnierd akkurate en betroubare resultate lewer.
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A comparison of Reduced Beam Section moment connection and Kaiser Bolted Bracket® moment connections in steel Special Moment Frames

Johnson, Curtis Mathias January 1900 (has links)
Master of Science / Department of Architectural Engineering and Construction Science / Kimberly W. Kramer / Of seismic steel lateral force resisting systems in practice today, the Moment Frame has most diverse connection types. Special Moment frames resist lateral loads through energy dissipation of the inelastic deformation of the beam members. The 1994 Northridge earthquake proved that the standard for welded beam-column connections were not sufficient to prevent damage to the connection or failure of the connection. Through numerous studies, new methods and standards for Special Moment Frame connections are presented in the Seismic Design Manual 2nd Edition to promote energy dissipation away from the beam-column connection. A common type of SMF is the Reduce Beams Section (RBS). To encourage inelastic deformation away from the beam-column connection, the beam flange’s dimensions are reduced a distance away from the beam-column connection; making the member “weaker” at that specific location dictating where the plastic hinging will occur during a seismic event. The reduction is usually taken in a semi-circular pattern. Another type of SMF connection is the Kaiser Bolted Bracket® (KBB) which consists of brackets that stiffen the beam-column connection. KBB connections are similar to RBS connections as the stiffness is higher near the connection and lower away from the connection. Instead of reducing the beam’s sectional properties, KBB uses a bracket to stiffen the connection. The building used in this parametric study is a 4-story office building. This thesis reports the results of the parametric study by comparing two SMF connections: Reduced Beam Section and Kaiser Bolted Brackets. This parametric study includes results from three Seismic Design Categories; B, C, and D, and the use of two different foundation connections; fixed and pinned. The purpose of this parametric study is to compare member sizes, member forces, and story drift. The results of Seismic Design Category D are discussed in depth in this thesis, while the results of Seismic Design Category B and C are provided in the Appendices.
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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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Análise numérica da ancoragem em ligações do tipo viga-pilar de extremidade / Numerical analysis of the anchorage in the exterior beam-column connections

Edson Costa de Assis Júnior 14 October 2005 (has links)
Este trabalho é uma contribuição ao estudo da ancoragem de barras de aço da armadura longitudinal em ligações de elementos fletidos de concreto armado em edifícios usuais. São investigadas importantes pesquisas que mostram os avanços em relação ao entendimento do tema nas últimas décadas. É proposto um método de aferição dos modelos constitutivos dos materiais, concreto e aço, no programa de elementos finitos ADINA para verificações de projeto seguindo recomendações da NBR 6118:2003 e MC CEB-FIP 1990. São realizadas análises numéricas de modelos bidimensionais em ligações viga-pilar de extremidade os quais são comparados a modelos experimentais e retirados de projetos já existentes. Os parâmetros de análise são o momento de fissuração e a força de tração a ancorar na seção mais solicitada da viga, conferidos com valores calculados por métodos analíticos e/ou expressões normativas, as tensões e deformações máximas em pontos ao longo do trecho ancorado das armaduras de longitudinais da viga e a influência da força normal. Os resultados revelam que as simplificações e hipóteses assumidas para a concepção dos modelos numéricos são consistentes / This work contributes to the study of anchorage of longitudinal reinforcement steel bars in connections of flexural elements in reinforced concrete buildings. Some important researches are investigated showing the advances of the subject in the last decades. An evaluation method of material’s constitutive models, steel and concrete, using the Finite Element Analysis in the software ADINA is proposed, to project verifications according to NBR 6118:2003 and MC CEB-FIP 1990 recommendations. Comparisons between numerical analysis by using a two-dimensional model of exterior beam-column connections and experimental analysis and using existing projects are made. The analysis parameters are the cracking moment and the anchored steel bar tension force in the most requested beam section, compared to the values calculated by analytical methods and/or design expressions, the maximum stresses and strains in points along to anchored steel bar of the beam longitudinal reinforcement and the influence of the normal force. The results show that the assumed simplifications and hypothesis for the numerical model conception are consistent
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Análise numérica da ancoragem em ligações do tipo viga-pilar de extremidade / Numerical analysis of the anchorage in the exterior beam-column connections

Assis Júnior, Edson Costa de 14 October 2005 (has links)
Este trabalho é uma contribuição ao estudo da ancoragem de barras de aço da armadura longitudinal em ligações de elementos fletidos de concreto armado em edifícios usuais. São investigadas importantes pesquisas que mostram os avanços em relação ao entendimento do tema nas últimas décadas. É proposto um método de aferição dos modelos constitutivos dos materiais, concreto e aço, no programa de elementos finitos ADINA para verificações de projeto seguindo recomendações da NBR 6118:2003 e MC CEB-FIP 1990. São realizadas análises numéricas de modelos bidimensionais em ligações viga-pilar de extremidade os quais são comparados a modelos experimentais e retirados de projetos já existentes. Os parâmetros de análise são o momento de fissuração e a força de tração a ancorar na seção mais solicitada da viga, conferidos com valores calculados por métodos analíticos e/ou expressões normativas, as tensões e deformações máximas em pontos ao longo do trecho ancorado das armaduras de longitudinais da viga e a influência da força normal. Os resultados revelam que as simplificações e hipóteses assumidas para a concepção dos modelos numéricos são consistentes / This work contributes to the study of anchorage of longitudinal reinforcement steel bars in connections of flexural elements in reinforced concrete buildings. Some important researches are investigated showing the advances of the subject in the last decades. An evaluation method of material’s constitutive models, steel and concrete, using the Finite Element Analysis in the software ADINA is proposed, to project verifications according to NBR 6118:2003 and MC CEB-FIP 1990 recommendations. Comparisons between numerical analysis by using a two-dimensional model of exterior beam-column connections and experimental analysis and using existing projects are made. The analysis parameters are the cracking moment and the anchored steel bar tension force in the most requested beam section, compared to the values calculated by analytical methods and/or design expressions, the maximum stresses and strains in points along to anchored steel bar of the beam longitudinal reinforcement and the influence of the normal force. The results show that the assumed simplifications and hypothesis for the numerical model conception are consistent
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Comportamento de elementos pré-moldados de concreto com ligações semi-rígidas. / Behaviour of concrete precast elements with semi-rigid connections.

Souza, Abner Soares de 01 September 2006 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissASS.pdf: 3030488 bytes, checksum: a4d23b016b1767d42942fdad295c0fe1 (MD5) Previous issue date: 2006-09-01 / Universidade Federal de Minas Gerais / The behaviour of reinforced concrete precast beams is strongly influenced by the flexural stiffness of its beam-column connections, wherein there is interdependence between the nonlinearity of the moment-curvature relationship along the beam and the non-linearity of the moment-rotation relationship of the beam-column connections. In most of the existing researches on semi-rigid connections in precast structures, the main focus lays on the characterization of the flexural stiffness by performing experimental tests on isolated models of beam-column connections instead of tests on sub-frames, comprising beam and connections. In this research an experimental procedure was developed, wherein different theoretical equations based on the fixity factor of the connections were combined, allowing the integration between the stiffness of the reinforced concrete beam with the flexural stiffness of the beam-column connections. Therefore, by using this procedure it was possible to evaluate the semi-rigid behaviour of the beam-column connection, highlighting the possibility of carrying out just one test for the precast beam with its connections. The analyses of the experimental results indicate that the studied connection was capable of absorbing around 53% of the elastic beam-end moment at the ULS, compared with the situation of a full restrained connector, implying the increase of 170% of the positive mid-span moment of the beam. This level of semi-rigid behaviour for the beam-column connection can affect the global stability of skeletal precast concrete structures with more than five storeys in height. For this reason, the present research shows the need for further studies with the purpose of enhancing the analysis and the design of precast concrete structures for multi-storey buildings. / O comportamento das vigas pré-moldadas de concreto armado é fortemente influenciado pela rigidez à flexão das ligações viga-pilar, existe uma interdependência entre a não linearidade da relação momento-curvatura ao longo da viga pré-moldada com a não linearidade da relação momento-rotação nas ligações viga-pilar. A maioria das investigações experimentais existentes sobre ligações semi-rígidas em estruturas pré-moldadas, tanto na literatura nacional quanto internacional, têm enfatizado seus estudos na caracterização da rigidez à flexão de maneira isolada, não realizando ensaios do comportamento conjunto das vigas pré-moldadas com as suas ligações. Desenvolve-se nesta pesquisa um procedimento experimental onde se procurou integrar diversos equacionamentos teóricos com base no fator de restrição aos giros na ligação, os quais permitiram integrar parâmetros de rigidez da ligação e da viga. Desta forma, com base nos resultados experimentais em um único ensaio de um modelo de viga com ligações viga-pilar, foi possível se estimar o engastamento parcial nas ligações viga-pilar. A partir dos resultados experimentais, a ligação viga-pilar foi capaz de absorver cerca de 53% dos momentos elásticos na extremidade da viga, havendo assim um acréscimo de 170% no momento positivo no centro da viga para a situação de projeto no ELU. Este engastamento parcial pode afetar sensivelmente a estabilidade global de estruturas pré-moldadas com mais de 5 pavimentos. Por esta razão, o presente estudo aponta para a necessidade de mais pesquisas nesta área, com o objetivo de possibilitar projetos mais adequados e seguros de estruturas pré-moldadas em esqueleto para múltiplos pavimentos.
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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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Pilares mistos preenchidos : estudo da flexo-compressão e de ligações viga-pilar / Concrete filled steel columns : a study of combined bending and compression and beam-column connections

De Nardin, Silvana 03 June 2003 (has links)
Este trabalho aborda o estudo de pilares preenchidos flexo-comprimidos e algumas ligações viga-pilar preenchido. Para ambos, são realizadas experimentações com modelos físicos e numéricos, sendo que para os pilares preenchidos um amplo estudo paramétrico foi desenvolvido. Ao todo, foram ensaiados 13 pilares preenchidos flexo-comprimidos, cujos valores de força última são comparados com aqueles provenientes da simulação numérica via programa CFT e, os demais resultados, comentados e discutidos. Aferido, o programa CFT foi utilizado no estudo paramétrico com o intuito de avaliar a influência de parâmetros como resistência dos materiais, excentricidade da força axial, eixo de flexão e relação lado/espessura na capacidade resistente do pilar preenchido. Quanto às ligações viga-pilar, foram ensaiadas 4 tipologias de ligação, sendo duas compostas por chapas de extremidade e parafusos passantes e duas soldadas, sendo uma delas enrijecida por cantoneiras soldadas no interior do perfil tubular. Discutem-se os resultados, sobretudo quanto ao comportamento momento-rotação das tipologias investigadas. As ligações também foram investigadas via simulação numérica e os resultados obtidos permitiram elaborar diretrizes para o aprimoramento de tais simulações. Por fim, são apresentadas as conclusões pertinentes a este trabalho e recomendações para novas pesquisas / This research thesis presents a study of concrete filled steel columns subjected to combined bending and compression and beam-column connections. In both cases, tests were conducted on physical and numerical models, resulting in the development of a wide range of parametric studies for the case of the concrete filled steel columns. 13 concrete filled steel columns were tested under combined bending and compression loads whose ultimate values were compared to ultimate forces obtained from numerical simulations using the CFT computer program. After calibration, the computer program was used in the parametric study with the aim of verifying the influence of parameters, such as the material strength, eccentricity of the axial force, bending axis and breadth/thickness relation, on the ultimate load carrying capacity of the concrete filled steel columns. With respect to the beam-column connections, four types of connections were tested, two of them composed of endplate and bolts, while the other two were welded, with one of them stiffened by an angle steel placed inside the steel tube. The obtained results are discussed, giving more emphasis to the bending moment-rotation behaviour of the tested specimens. The beam-column connections were also investigated numerically. The obtained results permit the laying out of important directives for the improvement of such numerical simulation tools as the one employed in the present thesis. Lastly, pertinent conclusions relative to this thesis and recommendations for future research are presented
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Comportamento de vigas protendidas pré-moldadas com ligações semi-rígidas.

Catoia, Bruna 28 February 2007 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissBC.pdf: 11069989 bytes, checksum: b3c92f78ccad794ee5c2bb5f907f4814 (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / Universidade Federal de Minas Gerais / The behaviour of prestressed precast beams is directly affected by the rotational stiffness of the end connections. Although the prestressed beam presents a linear behaviour in service, the effective behaviour of the precast beam depends on the interaction of the beam with the behaviour of its connections. The majority of the experimental investigations on semi-rigid connections in precast concrete structures are focused on the testing of isolated models of connections aiming to the characterization of their moment-rotation relationships. However, the effective behaviour of precast beams with semi-rigid connections can only be determined through tests of precast subframes, wherein the interaction of the beam with its connections can be evaluated. The present research presents a development of an experimental procedure for testing of precast subframes with semi-rigid connections, which integrates analytical equations, allowing estimate the partial restrained moment at the beam-column connections. Using this approach, this research presents the results of an experimental investigation. With the experimental inquiry of the prestressed beam behavior together with the beam-column connections of extremity, through physical tests, was possible esteem the partial restrained in the beam-column connections, despite in exploratory character. Were testing two models, being one compose for a prestressed beam with semi-rigid connections, and the other compose for a simply supported prestressed beam With the analyses of the experimental results for the studied models, the effective restrained of the connections, in other words, the capacity of restriction to the rotation of beam-column connections of extremity in the U.L.S, was esteem as being a value between 60% and 70%, presenting, thus, a good performance. Although these results are restricted to the negative moments, it gives credit that these connections possess one high potential for application in porches, because the detail used in the interface between the beam and the column made possible a bigger capacity of restriction to the rotation of the connection / O comportamento das vigas pré-moldadas de concreto protendido é diretamente afetado pela relação momento-rotação do apoio. Dessa forma, embora a viga protendida apresente um comportamento linear, o comportamento conjunto viga e ligações, é determinado pela não linearidade das ligações. Os estudos experimentais existentes sobre o comportamento das ligações semi-rígidas em estruturas pré-moldadas têm se restringido a caracterização da rigidez à flexão de maneira isolada, devido principalmente à falta de uma metodologia experimental que integre parâmetros teóricos de controle, como o fator de restrição à rotação αR e o procedimento Beam-line. Na presente pesquisa, desenvolveu-se um procedimento experimental, através do qual foi possível integrar diversos equacionamentos teóricos, que levam em consideração diferentes parâmetros para a análise dos resultados. Com a investigação experimental do comportamento conjunto de uma viga pré-moldada de concreto protendido e de suas ligações viga-pilar de extremidade, a partir de ensaios físicos de dois modelos, foi possível estimar o engastamento parcial nas ligações viga-pilar. Foram ensaiados dois modelos, sendo um composto por uma viga protendida com ligações semirígidas, e o outro composto por uma viga protendida bi-apoiada, ainda que em caráter exploratório Com base nas análises dos resultados experimentais obtidos para os modelos estudados, o engastamento parcial efetivo da ligação, ou seja, a capacidade de restrição à rotação da ligação viga-pilar de extremidade, no Estado Limite Último, foi estimada como sendo um valor entre 60% e 70%, apresentando, assim, um bom desempenho. Embora tais resultados sejam restritos aos momentos negativos, acredita-se que essa ligação possui um elevado potencial para aplicação em pórticos, na medida em que o detalhe utilizado na interface entre a viga e o pilar possibilitou uma maior capacidade de restrição ao giro da ligação

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