Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-29T16:08:06Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_DimensionamentoLigaçõesChapa.pdf: 2214163 bytes, checksum: 63f369f7c7a4e90976c64db8681603a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-02-01T15:42:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_DimensionamentoLigaçõesChapa.pdf: 2214163 bytes, checksum: 63f369f7c7a4e90976c64db8681603a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-02T13:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_DimensionamentoLigaçõesChapa.pdf: 2214163 bytes, checksum: 63f369f7c7a4e90976c64db8681603a9 (MD5) Previous issue date: 2001 / Este trabalho apresenta o modelo proposto pelo Anexo J do EUROCODE 3, para o dimensionamento de ligações parafusadas com chapa de topo e para a determinação da sua rigidez à rotação. Faz-se a análise do embasamento teórico e das verificações propostas comparando-as às recomendações da NBR 8800 (1986). Compara-se o modelo de dimensionamento em relação à fundamentação teórica do modelo de dimensionamento apresentado pelo Manual Brasileiro de Construção Metálica. Em particular avalia-se a veracidade do modelo de dimensionamento apresentado, utilizando-se resultados experimentais conhecidos. Finalmente apresentam-se as conclusões obtidas bem como tabelas de dimensionamento para vigas e pilares elaboradas a partir de um programa computacional, segundo a metodologia de dimensionamento apresentada. _________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : This work presents the proposed model of Annex J of EUROCODE 3, to design of bolted connections with extended end plate and to determination of its rotation stiffness. It’s analysed the background theory and the proposed verification. Comparisons are made between design model and the Brazilian Standard (NBR 8800) recommendations. It’s also compared the Annex J model in relation to background theory of Brazilian Manual of Steel Construction model. Special attention is paid to evaluate the behaviour of the presented model using experimental results already knew. Finally, the remarks and conclusion are presented. It’s also presented design tables for beams and columns and a computational program obtained by Annex J model.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-29T15:41:57Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CapacidadeResistenteAlma .pdf: 3994111 bytes, checksum: d4f314dcc282d69d5fb962a5e72b4b4d (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-02-01T15:53:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CapacidadeResistenteAlma .pdf: 3994111 bytes, checksum: d4f314dcc282d69d5fb962a5e72b4b4d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-02T13:02:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CapacidadeResistenteAlma .pdf: 3994111 bytes, checksum: d4f314dcc282d69d5fb962a5e72b4b4d (MD5) Previous issue date: 2006 / Atualmente, mesmo com toda a atenção voltada ao estudo do comportamento estrutural das ligações nas estruturas metálicas, a maioria dos trabalhos realizados dedica-se, quase que exclusivamente, às ligações no eixo de maior inércia do pilar. Isso faz com que ocorra uma lacuna na possibilidade de se considerar o real comportamento momento-rotação do tipo de ligação em que a viga é conectada à alma do pilar. Este trabalho busca desenvolver uma análise numérica tridimensional, via Método dos Elementos Finitos, do comportamento de ligações viga-coluna com chapa de topo, segundo o eixo de menor inércia dos pilares, enfatizando-se a capacidade resistente da alma sob efeito do momento fletor. Foram analisados modelos numéricos classificados em três categorias, de acordo com a esbeltez da alma do pilar: classe 1- baixo índice de esbeltez (lw < 20); classe 2 - índice de esbeltez médio (20 £ lw < 30) e classe 3 - elevado índice de esbeltez (lw ³ 30). As características geométricas dos modelos foram estabelecidas a partir dos parâmetros mais relevantes para a análise, como a espessura e a altura da alma do pilar. Para possibilitar a avaliação da esbeltez da alma, isoladamente, foi adotada, em todos os modelos, a padronização das dimensões da viga, chapa de topo e dos parafusos. O comportamento estrutural das ligações é comparado com os resultados dos modelos analíticos disponíveis, tais como o “Component Method”, adotado pelo EUROCODE 3 (2000), o modelo de Gomes (1990), para determinar o momento plástico da alma da coluna, e o modelo de Neves (1996), que avalia a rigidez elástica da alma do pilar. O enfoque principal do trabalho é voltado para a análise da capacidade resistente da alma do pilar, analisando-se, ainda, a influência no comportamento da curva momento-rotação em função da variação da espessura e altura da alma do pilar, visando-se à coleta de informações que permitam a realização de estudos experimentais futuros e a avaliação do desempenho dos modelos analíticos existentes. Palavras-chave: chapa de topo, ligações parafusadas, ligação no eixo de menor inércia. ___________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Nowadays, even with all attention given to the structural behavior study of connections in steel structures, almost researches are exclusively dedicated to major axis steel beam-to-column connections. This fact have been caused many difficulties to the adoption of the real moment-rotation behavior of connections where the beam is connected to the web column. In this work is developed a 3-D numeric analysis, based on the Finite Element Method, of minor axis beam- to-column end plate connections beam-column behavior, emphasizing the web moment resistance. Numerical models classified in three categories, according with web stiffness - class 1: low stiffness index (lw < 20); class 2: medium stiffness index (20 £ lw < 30) and class 3: high stiffness index ((lw ³ 30) - were analyzed. The geometric characteristics were established from the more important parameters as thickness and height of the web column, adopting the same beam, end plate and bolt dimensions to enable the real web stiffness evaluation. The structural behavior of the numerical models is compared with the results of available analytic models, such as “Component Method” - adopted by EUROCODE 3 (2000) - ; with the model developed by Gomes (1990) - to evaluate the web column plastic moment - and with the model developed by Neves (1996) - to calculate the connection initial stiffness. The main focus of this work is the web column resistance capacity analysis and the influence of thickness and height web column in the moment-rotation behavior, on function. Last, but not least, this works aims to get information that allows the development of future experimental studies and the evaluation of the analytical models. Words-key: End plate, bolted connections, minor axis connections.

Este trabalho trata da influência da rigidez das ligações na deslocabilidade lateral e na distribuição de esforços de pórticos planos de aço sob condições de serviço. Estuda-se em particular a influência das ligações com chapa de topo, e propõe-se um modelo para descrição do comportamento momento-rotação dessas ligações. Este trabalho também apresenta um revisão dos diversos modelos existentes para previsão do comportamento momento-rotação de ligações viga-coluna, e discute as diversas formas de influência dessas ligações no comportamento global da estrutura e de seus elementos individuais. / The aim of this work is the influence of connections flexibility in the plane framed structures in serviceability conditions. Special attention is paid for the influence of extended end plate connections, for which proposes a model for prevision of moment-rotation relationship. This work also presents a revision of the various models for prevision of moment-rotation relationship of beam-to-column connections, and discusses the several forms of the influence of that connections in overall performance of the structures and your individual members.

Este trabalho apresenta resultados teóricos e experimentais sobre o comportamento estrutural de ligações parafusadas viga-coluna com chapa de topo. São estudados dois tradicionais métodos de dimensionamento e as ligações são analisadas numericamente, via método dos estados limites. Os resultados são comparados com os obtidos através de ensaios de 35 protótipos, nos quais variou-se, alternadamente, a espessura da chapa de topo e o diâmetro dos parafusos. Discute-se, em particular, a influência destes parâmetros no comportamento momento-rotação das ligações com chapa de topo e, ao final, apresentam-se as conclusões pertinentes e recomendações para o prosseguimento dos estudos. / This work presents the theoretical and experimental results on the structural behavior of bolted end plate connections. They are designed by two traditional methods and analyzed by the finite element method. Comparisons are made between the FEM results and those obtained by an experimental analysis on 35 cruciform welded profile models, in which end plate thickness and bolt diameter was alternately varied. Special attention is paid for evaluating the influence of these parameters in the moment rotation behavior of the connections. Finally, the remarks and conclusions are presented and some topics for posterior researches are suggested.

Este trabalho apresenta resultados teóricos e experimentais sobre o comportamento estrutural de ligações parafusadas viga-coluna com chapa de topo. São estudados dois tradicionais métodos de dimensionamento e as ligações são analisadas numericamente, via método dos estados limites. Os resultados são comparados com os obtidos através de ensaios de 35 protótipos, nos quais variou-se, alternadamente, a espessura da chapa de topo e o diâmetro dos parafusos. Discute-se, em particular, a influência destes parâmetros no comportamento momento-rotação das ligações com chapa de topo e, ao final, apresentam-se as conclusões pertinentes e recomendações para o prosseguimento dos estudos. / This work presents the theoretical and experimental results on the structural behavior of bolted end plate connections. They are designed by two traditional methods and analyzed by the finite element method. Comparisons are made between the FEM results and those obtained by an experimental analysis on 35 cruciform welded profile models, in which end plate thickness and bolt diameter was alternately varied. Special attention is paid for evaluating the influence of these parameters in the moment rotation behavior of the connections. Finally, the remarks and conclusions are presented and some topics for posterior researches are suggested.

Este trabalho trata da influência da rigidez das ligações na deslocabilidade lateral e na distribuição de esforços de pórticos planos de aço sob condições de serviço. Estuda-se em particular a influência das ligações com chapa de topo, e propõe-se um modelo para descrição do comportamento momento-rotação dessas ligações. Este trabalho também apresenta um revisão dos diversos modelos existentes para previsão do comportamento momento-rotação de ligações viga-coluna, e discute as diversas formas de influência dessas ligações no comportamento global da estrutura e de seus elementos individuais. / The aim of this work is the influence of connections flexibility in the plane framed structures in serviceability conditions. Special attention is paid for the influence of extended end plate connections, for which proposes a model for prevision of moment-rotation relationship. This work also presents a revision of the various models for prevision of moment-rotation relationship of beam-to-column connections, and discusses the several forms of the influence of that connections in overall performance of the structures and your individual members.

Este trabalho apresenta um estudo do comportamento estrutural das ligações metálicas parafusadas viga-pilar com chapa de topo estendida. Enfatiza-se a fundamentação teórica, abordando os principais conceitos, os métodos de dimensionamento apresentados em normas internacionais e os principais sistemas de classificação de ligações existentes. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia capaz de aprimorar a análise numérica de ligações, com relação aos estudos anteriores, obtendo resultados com melhor representatividade do comportamento real das ligações. Desenvolve-se análise numérica, via Método dos Elementos Finitos (MEF), com a elaboração de diversos modelos numéricos tridimensionais de ligações parafusadas com chapa de topo estendida. Utilizou-se na modelagem numérica o código de pré-processamento TrueGrid® e o código de análise numérica ANSYS®. Os modelos foram desenvolvidos e validados a partir de resultados experimentais. Na análise dos resultados foram comparados os resultados numéricos obtidos com resultados experimentais previamente conhecidos. Faz-se uma abordagem das propostas de dimensionamento apresentadas por normas internacionais em comparação com os resultados numéricos. Através da variação de parâmetros, como espessura da chapa e diâmetro dos parafusos, observam-se os modos de falha das ligações, e a plastificação da chapa de topo e dos parafusos. Por fim, apresenta-se a conclusão do trabalho e sugestões para pesquisas futuras. / This work presents a study about the structural behavior of extended end-plate bolted beam-to-column steel connections. Emphasizes the theoretical foundation, addressing the main concepts, the design methods presented in international standards and the main classification systems for connections existing. The objective of this work is to present a methodology capable of improving the numerical analysis of connections, in comparison with previous studies, getting results with better representation of the actual behavior of the connections. It develops numerical analysis via Finite Element Method (FEM) with the development of various numerical models of three-dimensional bolted end plate connections. It was used in numerical modeling the preprocessing code TrueGrid® and the numerical analysis code ANSYS®. The models were developed and validated from experimental results. In the analysis of the results were compared the numerical results obtained with experimental results previously known. It approaches the design proposals presented by international standards in comparison with the numerical results. By varying the parameters such as end-plate thickness and bolts diameter, it was observed failure modes of the connections, as well as yielding mechanism at the end-plate and bolts. Finally, it presents the conclusion of the work and suggestions for future researches.

Uma ligação em estruturas de aço é denominada mista quando considera-se a contribuição da laje no seu comportamento. Assim, além do detalhe da ligação em aço, outros parâmetros interferem no comportamento da ligação mista, como a taxa de armadura e o nível de interação entre a laje e a viga de aço. Os métodos de cálculo de ligações mistas derivam do Método dos Componentes proposto pelo Eurocode 3 para cálculo de ligações em aço. Apresenta-se uma adaptação de um destes métodos para cálculo de ligações mistas que representam a realidade brasileira em termos de perfis e detalhes de ligação. Foi elaborado um programa experimental de caráter exploratório envolvendo ligações mistas com chapa de topo estendida. Foram ensaiados modelos simulando pilares internos e pilares de canto. Um modelo numérico foi desenvolvido utilizando o programa Ansys, que permite a análise destas ligações de maneira simples e satisfatória. Os resultados experimentais foram confrontados com os resultados da análise numérica e com os valores obtidos a partir do modelo analítico. / A composite joint is a joint between a composite beam and a steel or composite column in which reinforced concrete slab is take into account. The moment-rotation relationship of composite joints depends on a significant number of parameters besides the type and configuration of the steel connection, as for example: the amount of steel reinforcement of the slab and the degree of interaction between the slab and the steel beam section. Based on the Eurocode 3 method for bare steel connection (Components Method), some methods have been developed for prediction the moment capacities of composite connections. I this work, an adaptation of one of these methods has been developed in which steel sections and connections details common in Brazil are considered. A short experimental program was planed in order to understand the composite behaviour of extended end-plate composite beam-column connection. The test specimens were configured as cruciform type and cantilever type. Finally, a Finite Element model was built in Ansys software. The numerical modeling was found to have good approach with experimental results. Some analyses are done involving experimental, numerical and analytical results.

Uma ligação em estruturas de aço é denominada mista quando considera-se a contribuição da laje no seu comportamento. Assim, além do detalhe da ligação em aço, outros parâmetros interferem no comportamento da ligação mista, como a taxa de armadura e o nível de interação entre a laje e a viga de aço. Os métodos de cálculo de ligações mistas derivam do Método dos Componentes proposto pelo Eurocode 3 para cálculo de ligações em aço. Apresenta-se uma adaptação de um destes métodos para cálculo de ligações mistas que representam a realidade brasileira em termos de perfis e detalhes de ligação. Foi elaborado um programa experimental de caráter exploratório envolvendo ligações mistas com chapa de topo estendida. Foram ensaiados modelos simulando pilares internos e pilares de canto. Um modelo numérico foi desenvolvido utilizando o programa Ansys, que permite a análise destas ligações de maneira simples e satisfatória. Os resultados experimentais foram confrontados com os resultados da análise numérica e com os valores obtidos a partir do modelo analítico. / A composite joint is a joint between a composite beam and a steel or composite column in which reinforced concrete slab is take into account. The moment-rotation relationship of composite joints depends on a significant number of parameters besides the type and configuration of the steel connection, as for example: the amount of steel reinforcement of the slab and the degree of interaction between the slab and the steel beam section. Based on the Eurocode 3 method for bare steel connection (Components Method), some methods have been developed for prediction the moment capacities of composite connections. I this work, an adaptation of one of these methods has been developed in which steel sections and connections details common in Brazil are considered. A short experimental program was planed in order to understand the composite behaviour of extended end-plate composite beam-column connection. The test specimens were configured as cruciform type and cantilever type. Finally, a Finite Element model was built in Ansys software. The numerical modeling was found to have good approach with experimental results. Some analyses are done involving experimental, numerical and analytical results.

Este trabalho apresenta um estudo do comportamento estrutural das ligações metálicas parafusadas viga-pilar com chapa de topo estendida. Enfatiza-se a fundamentação teórica, abordando os principais conceitos, os métodos de dimensionamento apresentados em normas internacionais e os principais sistemas de classificação de ligações existentes. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia capaz de aprimorar a análise numérica de ligações, com relação aos estudos anteriores, obtendo resultados com melhor representatividade do comportamento real das ligações. Desenvolve-se análise numérica, via Método dos Elementos Finitos (MEF), com a elaboração de diversos modelos numéricos tridimensionais de ligações parafusadas com chapa de topo estendida. Utilizou-se na modelagem numérica o código de pré-processamento TrueGrid® e o código de análise numérica ANSYS®. Os modelos foram desenvolvidos e validados a partir de resultados experimentais. Na análise dos resultados foram comparados os resultados numéricos obtidos com resultados experimentais previamente conhecidos. Faz-se uma abordagem das propostas de dimensionamento apresentadas por normas internacionais em comparação com os resultados numéricos. Através da variação de parâmetros, como espessura da chapa e diâmetro dos parafusos, observam-se os modos de falha das ligações, e a plastificação da chapa de topo e dos parafusos. Por fim, apresenta-se a conclusão do trabalho e sugestões para pesquisas futuras. / This work presents a study about the structural behavior of extended end-plate bolted beam-to-column steel connections. Emphasizes the theoretical foundation, addressing the main concepts, the design methods presented in international standards and the main classification systems for connections existing. The objective of this work is to present a methodology capable of improving the numerical analysis of connections, in comparison with previous studies, getting results with better representation of the actual behavior of the connections. It develops numerical analysis via Finite Element Method (FEM) with the development of various numerical models of three-dimensional bolted end plate connections. It was used in numerical modeling the preprocessing code TrueGrid® and the numerical analysis code ANSYS®. The models were developed and validated from experimental results. In the analysis of the results were compared the numerical results obtained with experimental results previously known. It approaches the design proposals presented by international standards in comparison with the numerical results. By varying the parameters such as end-plate thickness and bolts diameter, it was observed failure modes of the connections, as well as yielding mechanism at the end-plate and bolts. Finally, it presents the conclusion of the work and suggestions for future researches.