É apresentado um estudo sobre a análise de edifícios altos enrijecidos com núcleos estruturais utilizando-se processos discretos. A ligação do núcleo estrutural com as lajes do pavimento do edifício é o ponto principal deste estudo. As vigas, pilares e lajes são analisados utilizando-se o Método dos Elementos Finitos. Os núcleos estruturais, que no presente estudo podem ser de seção aberta ou semifechada, são analisados pela teoria de flexo-torção é levado em consideração o empanamento do elemento do núcleo, dessa forma aparece o esforço denominado bimomento. O empenamento do núcleo estrutural é transferido para as lajes, ocorrendo alteração em sua distribuição de esforços. Para o cálculo da estrutura do edifício como um todo é utilizada a técnica de subestruturação em que o edifício é dividido em subestruturas formadas por um determinado número de andares. Os resultados da forma de cálculo pesquisada são comparados com modelos já desenvolvidos por outros autores. / This is a study about the analysis of tall buildings with shear/core walls using discrete processes. The joining of shear/core with slabs in tall buildings is the main subject of this work. The beams, columns and slabs are analyzed using the Finite Element Method. The building analysis is in 1st order. The shear/core walls, in this study, can present open or semi-closed cross section; they are analyzed by the theory of warping of beams of solid sections. In this theory we consider the warping of the core element, accounting for the bimoment. The warping of the core is transferred to the slabs, and the efforts in the slabs are altered. In order to calculate the building structure we are using the sub-structure technique, the building is divided in substructures created by a certain number of floors. The results of this research are compared with models developed by other authors.

Este trabalho trata das principais filosofias de verificação de pilares à flexão composta em pórticos de aço assim como das normas que as recomendam. São discutidas as metodologias baseadas em comprimentos efetivos de flambagem, forças horizontais fictícias e análise avançada. É proposta uma metodologia de análise avançada utilizando elementos finitos de casca, que incorpora os efeitos das tensões residuais, imperfeições geométricas e não-linearidades geométricas e do material. São apresentados, ao final do trabalho, exemplos para comparação das diversas metodologias discutidas ao longo do texto. / This work discusses the main philosophies used to verify columns subjected to bending and compression in steel frames as well as the standards which recommend them. The effective length and notional loads approaches and the advanced analysis concept are discussed too. It is proposed a methodology of advanced analysis based on shell finite elements that accounts for the effects of residual stresses, geometric imperfections and geometric and material non-linearity. It is presented, at the end of the text, samples for the comparison of the several methodologies discussed throughout this work.

[pt] Este trabalho tem como objetivo investigar o desempenho e a resistência de cantoneiras curtas de abas iguais pultrudadas em polímero reforçado com fibra de vidro (PRFV) submetidas à compressão centrada de curta duração. Os fundamentos teóricos associados ao comportamento de cantoneiras perfeitas e reais são apresentados e os resultados de um programa experimental que envolveu caracterização dos materiais e ensaios à compressão são reportados e discutidos. Ao todo, vinte e uma colunas bi-engastadas com diferentes razões largura/espessura das abas, comprimentos e propriedades mecânicas foram testadas. As forças críticas experimentais para o modo de flambagem à flexo-torção foram determinadas e comparadas com as previsões teóricas, apresentando boa concordância. A resistência à compressão de cada coluna foi obtida experimentalmente, discutindo-se a influência do comportamento pós-flambagem e das imperfeições na capacidade de carga final com relação à esperada para coluna perfeita e, finalmente, uma equação para resistência de coluna é proposta para resolver o problema. / [en] This paper aims to investigate performance and strength of glass-fiber reinforced polymer (GFRP) pultruded short equal leg angle columns subject to short-term concentric compression. Background theories associated with the behavior of perfect and real angle struts are presented and the results of an experimental program that involved material characterization and compression tests are reported and discussed. In all, twenty-one fixed-ended columns having different leg width-to-thickness ratio and lengths and mechanical properties were tested. Experimental critical loads for flexural-torsional buckling mode were determined and compared with theoretical predictions, showing a good agreement with each other. Compressive strength for each column was obtained, the influence of post-buckling behavior and imperfections in the final load-carrying capacity with respect to that expected for perfect column condition is discussed and, finally, a column strength equation is proposed to address the problem.

Este trabalho trata das principais filosofias de verificação de pilares à flexão composta em pórticos de aço assim como das normas que as recomendam. São discutidas as metodologias baseadas em comprimentos efetivos de flambagem, forças horizontais fictícias e análise avançada. É proposta uma metodologia de análise avançada utilizando elementos finitos de casca, que incorpora os efeitos das tensões residuais, imperfeições geométricas e não-linearidades geométricas e do material. São apresentados, ao final do trabalho, exemplos para comparação das diversas metodologias discutidas ao longo do texto. / This work discusses the main philosophies used to verify columns subjected to bending and compression in steel frames as well as the standards which recommend them. The effective length and notional loads approaches and the advanced analysis concept are discussed too. It is proposed a methodology of advanced analysis based on shell finite elements that accounts for the effects of residual stresses, geometric imperfections and geometric and material non-linearity. It is presented, at the end of the text, samples for the comparison of the several methodologies discussed throughout this work.

É apresentado um estudo sobre a análise de edifícios altos enrijecidos com núcleos estruturais utilizando-se processos discretos. A ligação do núcleo estrutural com as lajes do pavimento do edifício é o ponto principal deste estudo. As vigas, pilares e lajes são analisados utilizando-se o Método dos Elementos Finitos. Os núcleos estruturais, que no presente estudo podem ser de seção aberta ou semifechada, são analisados pela teoria de flexo-torção é levado em consideração o empanamento do elemento do núcleo, dessa forma aparece o esforço denominado bimomento. O empenamento do núcleo estrutural é transferido para as lajes, ocorrendo alteração em sua distribuição de esforços. Para o cálculo da estrutura do edifício como um todo é utilizada a técnica de subestruturação em que o edifício é dividido em subestruturas formadas por um determinado número de andares. Os resultados da forma de cálculo pesquisada são comparados com modelos já desenvolvidos por outros autores. / This is a study about the analysis of tall buildings with shear/core walls using discrete processes. The joining of shear/core with slabs in tall buildings is the main subject of this work. The beams, columns and slabs are analyzed using the Finite Element Method. The building analysis is in 1st order. The shear/core walls, in this study, can present open or semi-closed cross section; they are analyzed by the theory of warping of beams of solid sections. In this theory we consider the warping of the core element, accounting for the bimoment. The warping of the core is transferred to the slabs, and the efforts in the slabs are altered. In order to calculate the building structure we are using the sub-structure technique, the building is divided in substructures created by a certain number of floors. The results of this research are compared with models developed by other authors.

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Two columns tested were monolithic and named PO (original column) e PR (reference column). The other six columns were strengthened using a new 35 mm thick self-compacting concrete layer attached to the column face subjected to highest compressive stresses. Column PO had a 120mm by 250 mm rectangular cross section and its results gave information about column behavior without the use of strengthening. Column PR had a 155mm by 250 mm rectangular cross section and its cross section dimensions matched the strengthened columns but it was cast monolithically. To improve bond conditions between the existing concrete and the new concrete, the concrete surface was roughened and the outermost aggregate was exposed using hydro jetting. Holes along the concrete surface were made to insert the wedge bolts responsible for increasing the bond between the two concrete surfaces. The difference among the six strengthened columns consisted in the position and amount of bolts used. Results indicate the position and amount of the bolts significantly alters the strength capacity of the strengthened columns since premature rupture by concrete detachment was delayed. The reinforcement used was increased approximately three times the ultimate load of the original column, indicating the good performance of reinforcement. / ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE PILARES DE CONCRETO ARMADO REFORÇADOS COM CHUMBADORES E CONCRETO AUTO ADENSÁVEL O reforço de pilares de concreto armado por encamisamento é uma das técnicas de reabilitação estrutural mais utilizada no Brasil. Para que este tipo de intervenção funcione, é preciso entre outras coisas evitar o desplacamento entre o concreto adicionado (material do reforço) e o concreto antigo (substrato) quando a peça reabilitada é colocada novamente em serviço. Neste trabalho são descritos os resultados dos ensaios de oito pilares de concreto armado, submetidos à flexo-compressão reta, com o intuito de avaliar a eficiência do uso de chumbadores metálicos cruzando a interface de ligação entre os concretos moldados em idades distintas, para evitar o desplacamento entre estes materiais. Dos oito pilares ensaiados, dois eram referências e foram denominados de PO (pilar original) e PR. (pilar referência). Os outros seis foram reforçados acrescentando-se uma camada de concreto auto-adensável de 35 mm à face comprimida. O pilar PO, tinha seção transversal de 120 x 250 mm, e forneceu informações sobre o comportamento da peça antes da execução do reforço. O pilar PR tinha seção transversal de 155 x 250 mm, e forneceu informações sobre o comportamento de uma peça monolitica de seção idêntica a dos pilares após o reforço. Para executar a intervenção, inicialmente escarificou-se, por hidrojateamento, a zona de interface a ser formada pelo contato entre o concreto do reforço e do substrato. Posteriormente, fizeram-se furos ao longo desta superfície, onde foram inseridos os chumbadores mecânicos responsáveis por aumentar a aderência entre os concretos. A diferença entre os seis pilares reforçados consistia justamente na variação da posição e da quantidade dos chumbadores usados em cada peça. Os resultados obtidos indicaram que a quantidade e a posição destes chumbadores interferiram significativamente na capacidade portante dos pilares reforçados, pois retardavam a ocorrência de uma ruptura prematura por desplacamento entre os concretos do reforço e do substrato. O reforço utilizado aumentou aproximadamente três vezes a carga de ruptura do pilar original, indicando o bom desempenho do reforço.

Los soportes de hormigón armado, en general, están sometidos a una ley de momentos flectores no uniforme debido a la existencia de excentricidades desiguales en sus extremos. Además, el empleo de hormigón de alta resistencia en la construcción de estructuras ordinarias está cada vez más extendida, lo que supone la fabricación de soportes más esbeltos. Sin embargo, los ensayos experimentales existentes en la literatura técnica para soportes fabricados con hormigón de alta resistencia y sometidos a excentricidades distintas en los extremos son escasos y centran su estudio en el comportamiento de soportes cortos, fabricados con hormigón convencional y bajo esfuerzos de flexo-compresión recta. Por otra parte, los códigos de diseño, en general, proponen métodos simplificados con la finalidad de predecir la carga de agotamiento de soportes esbeltos sometidos a esfuerzos de flexo-compresión con excentricidades desiguales en sus extremos. Sin embargo, los métodos simplificados han sido contrastados, en su gran mayoría, con soportes fabricados con hormigón convencional. La extrapolación de estos métodos a hormigones de alta resistencia sin un soporte científico y verificación experimental adecuados puede conducir a resultados poco fiables. En la presente tesis doctoral se ha estudiado el comportamiento de 68 soportes esbeltos sometidos a compresión con excentricidades y ángulos de esviaje desiguales en sus extremos, fabricados con hormigón convencional y de alta resistencia. Estos ensayos tienen como objetivo conocer el comportamiento de este tipo de elementos estructurales y además han de servir para poder calibrar modelos numéricos y validar métodos simplificados. La importancia de la investigación se centra en la contribución de aumentar el banco de datos experimentales disponibles con el fin de corroborar los métodos de diseño propuesto por las distintas normativas para soportes de hormigón armado sometidos a este tipo de solicitación. / Da Costa Lino Leite, LC. (2011). Estudio teórico-experimental de soportes esbeltos de hormigón armado sometidos a compresión con excentricidades y ángulos de esviaje desiguales en sus extremos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14178 / Palancia

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A recente revisão da NBR 7190/97 culminou em avanços inegáveis no projeto das estruturas de madeira. As excentricidades acidentais, amplificação das excentricidades e efeitos da fluência incidem diferentemente no cálculo das peças curtas, medianamente esbeltas ou esbeltas, estabelecendo descontinuidades nos diagramas de esforços de projeto em função da esbeltez das barras comprimidas ou flexocomprimidas. Associando-se a outras particularidades, como a complexidade de algumas de suas expressões, esse modelo tem sido alvo freqüente de críticas. Neste trabalho são avaliados os critérios propostos para a verificação da estabilidade de peças de madeira serrada, nas solicitações de compressão e flexo-compressão, pelos documentos normativos: alemão, australiano, canadense, europeu e norte-americanos. Essas recomendações são confrontadas com as da norma brasileira, comparando-se a objetividade dos métodos e os resultados alcançados. A proposição da AF&PA/ASCE 16-95/96 para o dimensionamento das peças comprimidas demonstra grande praticidade e continuidade nos diagramas Nd x 'lâmbda', evitando as críticas que se conectam aos critérios da norma brasileira. Por outro lado, as prescrições dessa mesma norma para as peças flexocomprimidas – embasadas em argumentos teóricos convincentes – evitam as deficiências constatadas nas propostas da norma brasileira, concordando com os propósitos de sugestão para uma necessária reformulação normativa / The recent revision of NBR 7190/97 culminated in undeniable progresses in the project of the timber structures. The accidental eccentricities, amplification of the eccentricities and the creep effects happen differently in calculation of the short members, the middling slenders or the slenders ones, establishing discontinuities in the diagrams of the design forces in function of slenderness of the members in compression and in combined bending and axial compression. Being associated to other particularities, as the complexity of some of its equations, that model has been often criticized. In this work, the proposed criteria for the verification of the stability of sawed timber members – in compression and in combined bending and axial compression – are appraised for the following normative documents: german, australian, canadian, european and north americans. Those recommendations are confronted with the brazilian code ones, comparing the objectivity of the methods and the gained results. The proposition of AF&PA/ASCE 16-95/96 for the compressed members design demonstrates great practicality and continuity in the diagrams of Nd x 'lâmbda', avoiding the critics that are connected to the criteria of the brazilian code. On the other hand, the prescriptions of that same code for the members in combined bending and axial compression – based in convincing theoretical arguments – avoid the deficiencies verified in the proposal of the brazilian code, agreeing with the purposes for suggestion in a necessary normative reformation

As vigas de rolamento são estruturas destinadas ao suporte de pontes rolantes, estas amplamente utilizadas para movimentação de cargas em galpões industriais. O presente trabalho apresenta um estudo sobre as vigas de rolamento de aço sem contenção lateral entre apoios, em geral projetadas com vão inferior a 7 metros, portanto destinadas ao suporte de pontes rolantes leves (capacidade nominal até 250 kN). A ausência de contenções laterais intermediárias aliada ao desalinhamento e à imprecisão na locação dos trilhos, bem como à presença de forças horizontais transversais ao eixo da viga (aceleração/frenagem do trole), impõem flexão lateral e torção, esforços que são equilibrados apenas pelas contenções nos apoios. A análise foi realizada utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF), considerando a análise não linear física e geométrica do problema, ou seja, um modelo mais próximo da viga real. Os resultados numéricos, quando comparados aos obtidos por meio da teoria de flexo-torção, mostraram uma inversão na distribuição esperada de tensões na mesa superior do perfil, ou seja, nos pontos onde deveria ocorrer aumento da tensão longitudinal de compressão, ocorreu redução. Esta inversão pode ou não ocorrer, dependendo da espessura da mesa superior, intensidade e posição da força vertical da roda da ponte. Além disso, os resultados determinados via MEF foram comparados com os obtidos via modelo tradicional de barra (momento de torção substituído por um binário de forças horizontais nas mesas). A comparação indicou divergência entre os resultados, podendo o dimensionamento pelo modelo de barra levar tanto a situações a favor da segurança como contra a segurança. / The runway girders are structures intended for support cranes, these broadly used to movement of loads in industrial buildings. This research presents a study about the runway girders without lateral bracing between support points, generally designed with span lower than 7 meters, therefore intended for support of light cranes (rated capacity until 250 kN). The absence of intermediate lateral bracing allied to misalignment and imprecision location of the rail, also the presence of the side thrust on the girder (acceleration/ braking of the trolley), causes lateral flexural and torsion, which are balanced only by the lateral containment on support points. The analysis was made using the Finite Element Method (FEM), which includes a nonlinear physical and geometric analysis of the structural problem, in other words, a model closest to the real girder. The numerical results, when compared to the results of the flexural-torsional theory, showed an inversion in the expected distribution of stress on the top flange of the shape, in other words, at the points where must occur increase of the longitudinal stress, reduction occurred. This inversion may or may not occur, depending on the thickness of the top flange, modulus and position of the load of the crane wheel. Besides, the numerical results were compared with the results of classical bar model for beams (torque is replaced by a couple of horizontal forces applied on the flanges). The comparison showed a divergence between the results, where the design by bar classical model can lead to situations of high safety or against safety.