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 2016-01-20T16:40:41Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNão-linearComportamento.pdf: 507375 bytes, checksum: 65fa1cb7720f27bc513c281ea73bffec (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-20T18:08:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNão-linearComportamento.pdf: 507375 bytes, checksum: 65fa1cb7720f27bc513c281ea73bffec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-21T11:43:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseNão-linearComportamento.pdf: 507375 bytes, checksum: 65fa1cb7720f27bc513c281ea73bffec (MD5) Previous issue date: 1997 / O comportamento de pórticos planos metálicos com ligações semi-rígidas é analisado através de um modelo numérico que incorpora a não-linearidade geométrica nos moldes do Método dos Elementos Fintitos (MEF). É empregado um algoritmo combinado que associa os aspectos de convergência do método incrementalinterativo tangente, calculando-se o vetor de cargas desequilibradas através da consideração de movimentos de corpo rígido. Os efeitos devidos às não-linearidades adicionais oriundas da presença das ligações semi-rígidas são considerados através do modelo B-Splines Tensionada para representar o comportamento não-linear da relação momento-rotação das ligações. Com a finalidade de avaliar a performance dos modelos adotados, resultados numéricos obtidos são comparados com resultados experimentais de pórticos planos, deslocáveis e indeslocáveis. Desta forma, também é possível verificar o efeito do contraventamento por diagonais ou apoios laterais nos pórticos com ligações semi-rígidas. _______________________________________________________________________ / ABSTRACT : The behavior of steel plane frames witíi semi-rigid connections is focused through the results of a geometrically non-linear analysis by the finite element method. The effects of additional non-linearity arising from the presence of semi-rigid connections are accounted for by representing the non-linear moment-rotation curves as tensioned B-spline curves. The equilibrium path is traced with the aid of a hybrid algorithm which combines the convergence properties of the iterative-incremental tangent method, calculating the unbalancing forces by the consideration of the element rigid body motion. A comparison between experimental and nurnerical results for a particular example is also presented. By the finality to valuation the performance of the adopted modes, numerical results are got and compared with experimental results of plane frame, deslocavable and undeslocavable. Thus, it is possible too verify the effect of bracing for diagonal or lateral beams in the frame with semi-rigid connections.

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 2016-01-22T15:27:04Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnálisesNão-linearesSistemas.pdf: 2871691 bytes, checksum: abd9f2f8733998bef4ea1dd19f7e6ce5 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-25T15:03:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnálisesNão-linearesSistemas.pdf: 2871691 bytes, checksum: abd9f2f8733998bef4ea1dd19f7e6ce5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-26T15:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnálisesNão-linearesSistemas.pdf: 2871691 bytes, checksum: abd9f2f8733998bef4ea1dd19f7e6ce5 (MD5) Previous issue date: 2003 / O presente trabalho tem como primeiro objetivo o estudo e a implementação computacional de formulações geometricamente não-lineares de elementos de treliças planas e espaciais, que são sistemas reticulados cujas barras resistem a esforços de tração ou compressão e possuem ambas as extremidades rotuladas. Além disso, este trabalho teve como segundo objetivo a análise estática não-linear, por meio de implementações computacionais, de pórticos planos com ligações semi-rígidas. Para o caso de elementos de treliça, as expressões para a matriz de rigidez e do vetor de forças internas para cada uma das formulações utilizadas são apresentadas, bem como o processo de obtenção das mesmas. Para elementos de pórtico com ligações semi-rígidas, além da matriz de rigidez, são também apresentados métodos para modelar o comportamento não-linear das conexões. Logo depois, é feito um estudo do ambiente computacional e da metodologia utilizada para implementação das formulações estudadas. São realizadas em seguida análises computacionais de sistemas estruturais rotulados e com ligações semi-rígidas, cujos resultados são interpretados e comparados com os valores encontrados na literatura. Algumas conclusões referentes à precisão dos resultados, comparação entre as formulações e eficiência computacional são apresentadas no final da dissertação. ________________________________________________________________ / ABSTRACT : The first objective of this work is the study and the computational implementation of non-linear geometrically formulation of plane and spatial truss elements, i.e., reticuled systems in which the bars have only axial forces and the ends are pinned. The second objective of this work is the non-linear static analysis, by computational implementations, of the plane frames with semi-rigid connections. To the truss element, the stiffness matrix and the internal forces vector expressions are presented for the formulations used. To the semi-rigid plane frame elements, what is more, it is also presented methods for connections non-linear behavior modeling. After that, a study of the computational environment and the methodology used is made for implementation of the formulations studied. Next, computational analyses are performed for pinned and semi-rigid structural systems, in which the results are compared with the values found in papers. Some conclusions about the results precision, formulations implemented and computational efficiency are presented at the end of the dissertation.

Neste trabalho estudou-se o comportamento dos chumbadores grauteados, usados em ligações viga-pilar parcialmente resistentes a momento fletor. O foco da pesquisa foi a análise teórica e experimental do mecanismo resistente do chumbador inclinado. O programa experimental englobou 15 modelos, sendo que as variáveis analisados foram: a) diâmetros dos chumbadores, de 16 mm, 20 mm e 25 mm; b) inclinações dos chumbadores, de 0º (chumbador normal à interface), 45º e 60º; c) resistência à compressão do concreto adjacente ao chumbador, sendo usado concreto das classes C35 e C50; d) aplicação de força de compressão normal à interface. Os resultados experimentais indicaram aumentos significativos tanto na capacidade última quanto na rigidez a cisalhamento do chumbador. Foram realizadas simulações numéricas, onde foi verificada a sensibilidade dos resultados aos parâmetros inerentes à interface concreto - almofada de apoio, sendo desenvolvidas expressões para estimar tais parâmetros. Com base na análise experimental e em análises numéricas, foram propostos modelos analíticos que conseguiram representar de forma satisfatória a influência da inclinação e demais parâmetros analisados no mecanismo resistente do chumbador. / This research deals with the behavior of grouted dowels, used in partial moment resistant beam-to-column connections. The focus of the research was the theoretical and experimental analysis of dowels resistant mechanism. The experimental program include 15 models, and its variables analyzed were: a) the dowel diameter of 16 mm, 20 mm and 25 mm; b) the dowel inclination of 0° (dowels perpendicular to the interface), 45° and 60°; c) compressive strength of concrete adjacent to the dowels of classes C35 and C50, d) application of compression load, normal to the interface. Experimental results indicated significant increases in ultimate capacity and the shear stiffness of the dowels. Numerical simulations were carried out which identified the sensitivity of results to the parameters of the interface concrete bearing pad, and developed expressions to estimate such parameters are given. Based on experimental and numerical analysis analytical models have been proposed that could adequately represent the influence of inclination and other parameters in the mechanism resistant dowels.

Neste trabalho estudou-se o comportamento dos chumbadores grauteados, usados em ligações viga-pilar parcialmente resistentes a momento fletor. O foco da pesquisa foi a análise teórica e experimental do mecanismo resistente do chumbador inclinado. O programa experimental englobou 15 modelos, sendo que as variáveis analisados foram: a) diâmetros dos chumbadores, de 16 mm, 20 mm e 25 mm; b) inclinações dos chumbadores, de 0º (chumbador normal à interface), 45º e 60º; c) resistência à compressão do concreto adjacente ao chumbador, sendo usado concreto das classes C35 e C50; d) aplicação de força de compressão normal à interface. Os resultados experimentais indicaram aumentos significativos tanto na capacidade última quanto na rigidez a cisalhamento do chumbador. Foram realizadas simulações numéricas, onde foi verificada a sensibilidade dos resultados aos parâmetros inerentes à interface concreto - almofada de apoio, sendo desenvolvidas expressões para estimar tais parâmetros. Com base na análise experimental e em análises numéricas, foram propostos modelos analíticos que conseguiram representar de forma satisfatória a influência da inclinação e demais parâmetros analisados no mecanismo resistente do chumbador. / This research deals with the behavior of grouted dowels, used in partial moment resistant beam-to-column connections. The focus of the research was the theoretical and experimental analysis of dowels resistant mechanism. The experimental program include 15 models, and its variables analyzed were: a) the dowel diameter of 16 mm, 20 mm and 25 mm; b) the dowel inclination of 0° (dowels perpendicular to the interface), 45° and 60°; c) compressive strength of concrete adjacent to the dowels of classes C35 and C50, d) application of compression load, normal to the interface. Experimental results indicated significant increases in ultimate capacity and the shear stiffness of the dowels. Numerical simulations were carried out which identified the sensitivity of results to the parameters of the interface concrete bearing pad, and developed expressions to estimate such parameters are given. Based on experimental and numerical analysis analytical models have been proposed that could adequately represent the influence of inclination and other parameters in the mechanism resistant dowels.

Neste trabalho estudou-se o comportamento de uma ligação viga-pilar de estrutura pré-moldada parcialmente resistente a momento fletor quando submetida a momentos negativos e positivos. A ligação estudada é composta por dois chumbadores inclinados presos à viga através de chapa metálica, porcas e arruelas e uma capa de concreto com armadura longitudinal passando por dentro do pilar. No programa experimental foram elaborados dois modelos submetidos a carregamentos alternados, em ciclos e de curta duração. Em seguida foi desenvolvido um modelo analítico para cálculo dos momentos resistentes e feita uma simulação numérica para avaliar a influência da semi-rigidez da ligação em estruturas típicas de concreto pré-moldado. Os resultados experimentais indicaram que a ligação apresenta uma boa capacidade de transmissão a momento fletor negativo e a momento fletor positivo com um comportamento bastante dúctil. Sem a necessidade de grandes alterações de custos e de execução, a ligação proposta promoveu uma redução significativa dos momentos na base dos pilares (aproximadamente 50%) quando comparada à ligação articulada. Quando comparada à ligação similar, porém com os chumbadores retilíneos, há um aumento superior a 2,5 vezes no momento de plastificação e de 3 vezes na rigidez no sentido do momento fletor positivo / In this research the behavior of a partial moment resistant beam-to-column connection in precast concrete subjected to negative and positive moments was studied. This connection has two inclined dowels fixed to the beam with steel plate, washer and nut and a concrete cap with longitudinal reinforced bars passing trough the column. In the experimental program two prototypes was made and subjected to an alternative cyclic e short duration load. Afterwards it was develop an analytical model and a numerical simulation to analyze the influence of the semi-rigid connection in a typical precast structure. The experimental results shown that the connection has a good capacity of transmitte the bending moments and has a ductile behave. Without any significative difference of cost and manufacture, the connection studied promoted a reduction on the column base bending moment (approximately 50%) when compared to pinned connection. When compared to similar structures but with a vertical dowel, the connection presents strength over 2.5 times and over 3 times the stiffens for positive bending moments

Neste trabalho estudou-se o comportamento de uma ligação viga-pilar de estrutura pré-moldada parcialmente resistente a momento fletor quando submetida a momentos negativos e positivos. A ligação estudada é composta por dois chumbadores inclinados presos à viga através de chapa metálica, porcas e arruelas e uma capa de concreto com armadura longitudinal passando por dentro do pilar. No programa experimental foram elaborados dois modelos submetidos a carregamentos alternados, em ciclos e de curta duração. Em seguida foi desenvolvido um modelo analítico para cálculo dos momentos resistentes e feita uma simulação numérica para avaliar a influência da semi-rigidez da ligação em estruturas típicas de concreto pré-moldado. Os resultados experimentais indicaram que a ligação apresenta uma boa capacidade de transmissão a momento fletor negativo e a momento fletor positivo com um comportamento bastante dúctil. Sem a necessidade de grandes alterações de custos e de execução, a ligação proposta promoveu uma redução significativa dos momentos na base dos pilares (aproximadamente 50%) quando comparada à ligação articulada. Quando comparada à ligação similar, porém com os chumbadores retilíneos, há um aumento superior a 2,5 vezes no momento de plastificação e de 3 vezes na rigidez no sentido do momento fletor positivo / In this research the behavior of a partial moment resistant beam-to-column connection in precast concrete subjected to negative and positive moments was studied. This connection has two inclined dowels fixed to the beam with steel plate, washer and nut and a concrete cap with longitudinal reinforced bars passing trough the column. In the experimental program two prototypes was made and subjected to an alternative cyclic e short duration load. Afterwards it was develop an analytical model and a numerical simulation to analyze the influence of the semi-rigid connection in a typical precast structure. The experimental results shown that the connection has a good capacity of transmitte the bending moments and has a ductile behave. Without any significative difference of cost and manufacture, the connection studied promoted a reduction on the column base bending moment (approximately 50%) when compared to pinned connection. When compared to similar structures but with a vertical dowel, the connection presents strength over 2.5 times and over 3 times the stiffens for positive bending moments