Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2860694 bytes, checksum: e1024256a34a1b24785f0dcf0c6845db (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / With the start of production of hot-rolled structural I shapes in Brazil, since 2002 there has been a growing interest in Brazilian industry by castellated beams in the segment of steel structures. The castellated beams are made expanding the web of rolled I or H steel sections, so that the beam has greater stifiness keeping the same mass as the original profile. This work presents a study of the behavior of castellated steel beams, with emphasis on the web post instability, performed by means of numerical models using the Finite Element Method. For the numerical analysis, the beams were analyzed using the ABAQUS software, considering the elastoplastic behavior of the material and geometric nonlinearity of the structure. The numerical results show excellent agreement with experimental results available in literature. Using the numerical models developed,a parametric study was performed that allowed to evaluate the influence of several variables on the web post instability for castellated beams. Were modeled mainly beams with slender web and could be seen that for long spans - which is usual for steel beams - there is low probability of buckling of the web posts, and when it occurs, inelastic buckling occurs in most cases. / Com o início da produção de perfis I de aço laminados no Brasil, a partir de 2002, tem havido um interesse crescente da indústria brasileira pelas vigas casteladas, no segmento das estruturas de aço. As vigas casteladas são fabricadas expandindo-se a alma de perfis de aço I ou H laminados, de modo que a viga tenha maior rigidez na direção da maior inércia mantendo a mesma massa do perfil original. Neste trabalho, apresenta-se um estudo do comportamento de vigas casteladas de aço, com ênfase na instabilidade do montante de alma, realizado por meio de modelos numéricos utilizando o Método dos Elementos Finitos. Para a análise numérica, as vigas foram analisadas por meio do software ABAQUS, considerando-se o comportamento elastoplástico do material e a não-linearidade geométrica da estrutura. Os resultados numéricos obtidos apresentam excelente concordância com resultados experimentais disponíveis na literatura. Utilizando-se os modelos numéricos desenvolvidos, foi realizado um estudo paramétrico que permitiu avaliar a influência de diversas variáveis sobre a instabilidade do montante de alma em vigas casteladas. Foram modeladas, principalmente, vigas com alma esbelta e pôde-se constatar que, para vãos longos o que é usual em vigas metálicas existe pouca possibilidade de ocorrência de flambagem dos montantes de alma e, quando ocorre, na maior parte dos casos esta se dá em regime inelástico.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 8690976 bytes, checksum: 44c939a6112d27b6f8696be3efc2044f (MD5) Previous issue date: 2012-03-16 / The growth of steel construction in Brazil in recent years has naturally been accompanied by an increasing demand for resources that support the entire design process of steel structures, from its conception to its realization. In this context, there has been a resurgence of interest in alveolar beams, due to technical and aesthetic advantages that these elements offer, motivated in part by beginning production of steel rolled I profiles in Brazil, from 2002. Generally, the alveolar beams are manufactured from rolled steel I-profiles, by cutting the web along, according to a sinuous symmetrical line so that the halves so obtained can be displaced relative to one another and welded, originating a new beam with a series of web holes, with the same mass as the original profile, but with greater stiffness in the plane of bending, suitable for large spans. Although the alveolar beams are an old solution, abandoned due to rising manufacturing costs in a given time, most recently returned to appear as a competitive solution, due to technological advances in automation of cutting and welding of structural steel. Given the wide range of possibilities available today for the manufacture of alveolar beams, facilitated by the resources of design and computer aided manufacturing, this study aimed to procedures to define the geometric characteristics of alveolar steel beams to floor systems and roof systems, due to the lack of technical updates on this topic. Finally, we present a series of examples of applying the criteria and procedures proposed for various possible situations in the usual structures. / A expansão do segmento da construção metálica no Brasil tem sido acompanhada de uma demanda crescente por recursos que subsidiem todo processo de projeto de estruturas de aço, desde sua concepção até sua materialização. Nesse contexto, observa-se o ressurgimento do interesse pelas vigas alveolares, em função das vantagens técnicas e estéticas que esses elementos oferecem, em parte motivado pelo início da produção de perfis I de aço laminados no Brasil, a partir de 2002. Geralmente, as vigas alveolares são fabricadas a partir de perfis I de aço laminados, cortando-se sua alma longitudinalmente, segundo um traçado sinuoso simétrico, de modo que as metades obtidas podem ser deslocadas uma em relação à outra e soldadas, dando origem a uma nova viga com uma série de furos na alma, com praticamente a mesma massa do perfil original, porém com maior rigidez no plano de flexão, apropriada para grandes vãos. Embora as vigas alveolares sejam uma solução antiga, abandonada devido ao aumento dos custos de fabricação em determinada época, mais recentemente voltaram a figurar como uma solução competitiva, devido aos avanços tecnológicos em automação de corte e solda de aço estrutural. Tendo em vista a ampla gama de possibilidades atualmente existente para a fabricação de vigas alveolares, facilitadas pelos recursos de projeto e fabricação assistidos por computador, este trabalho teve como objetivo desenvolver critérios e procedimentos para o prédimensionamento de vigas alveolares de aço, em função da carência de prescrições técnicas atualizadas sobre o tema. Ao final, é apresentada uma série de exemplos de aplicação dos critérios e procedimentos propostos, para diversas situações possíveis nas estruturas de edificações estruturadas em aço.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5185340 bytes, checksum: 2affa702a631cd03bd10eb05ee16522a (MD5) Previous issue date: 2013-01-28 / In the latest years, several studies about shear connectors in perforated flat steel plates have been conducted in order to assess its application in composite structures of steel and concrete, including experimental and numerical approaches. Nevertheless, the behavior of these connectors remains a subject of investigation. This work presents the development of a numerical model capable of simulating the behavior of steel-concrete connection with Crestbond shear connectors using the Finite Element Method. The numerical analysis was performed using the ABAQUS software, considering the elastoplastic behavior for steel and the Concrete Damage Plasticity model for concrete. In order to validate the numerical model, experimental results obtained by Veríssimo (2007) and Oliveira (2007) were used for comparisons. In numerical simulations were evaluated the influence of concrete constitutive model, and the influence of the steelconcrete connection representation using two strategies: Tie restrictions and contact interactions between surfaces. These strategies proved to be able to adequately represent the phenomena observed in laboratory tests, especially those that used contact interactions between surfaces. The numerical model is suitable for simulating the structural behavior of Crestbond connectors, being able to represent the interaction between steel and concrete, to characterize the maximum load resisted by the connection and to characterize the deformation of the connector, providing a useful tool for several other studies. / Nos últimos anos, vários estudos sobre conectores de cisalhamento em chapas planas de aço perfuradas têm sido conduzidos, com vistas à sua aplicação em estruturas mistas de aço e concreto, incluindo abordagens experimentais e numéricas. Apesar disso, o comportamento desses conectores ainda permanece como objeto de investigações. Neste trabalho, apresenta-se o desenvolvimento de um modelo numérico capaz de simular o comportamento da ligação aço-concreto com conectores de cisalhamento Crestbond, utilizando o Método dos Elementos Finitos. A análise numérica foi feita por meio do software ABAQUS, considerando-se o comportamento elastoplástico para o aço e a aplicação do Modelo de Dano Plástico para o concreto. Para validação do modelo numérico, foram utilizados resultados experimentais obtidos por Veríssimo (2007) e por Oliveira (2007). Nas simulações numéricas foram avaliadas a influência do modelo constitutivo do concreto e a influência do modo de representação da ligação aço-concreto através de duas estratégias: utilização de restrições tipo Tie e utilização de interações de contato entre superfícies. Estas estratégias mostraram-se capazes de representar adequadamente os fenômenos observados nos ensaios de laboratório, principalmente quando se utilizaram interações de contato entre superfícies. O modelo numérico desenvolvido é adequado para a simulação do comportamento estrutural dos conectores Crestbond, sendo capaz de representar a interação entre aço e concreto, de caracterizar a carga máxima resistida pela conexão e de caracterizar as deformações do conector, constituindo uma ferramenta útil para vários outros estudos.

Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: José Elias Tomazini / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: O objetivo geral deste trabalho é a análise de estabilidade global de torres metálicas treliçadas de transmissão de energia utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Todo estudo foi baseado nas normativas da NBR-8800/2007 em que sugere-se uma análise de deslocabilidade da estrutura por meio dos parâmetros B2 e consequentemente a aplicação do MAES (método de amplificação de esforços), processo simplificado para análise dos efeitos globais de segunda ordem. Abordou-se o sistema elétrico brasileiro, descrição bem detalhada sobre tipos e modelos de torres, acidentes envolvendo torres de transmissão, treliças espaciais, método de análise estrutural, MEF, análise de estabilidade de estruturas, MAES e abordagem atualizada sobre o estado da arte em diversas universidades do mundo, em especial da China e Canadá, em que a grande preocupação é como simular nos projetos de torres de transmissão sobre efeitos climáticos como terremotos, tornados e furações por meio de modelos reduzidos em laboratório. Visando oferecer uma contribuição científica para o setor, desenvolveu-se uma planilha eletrônica no software Excel, devido a sua facilidade de utilização, acesso e capacidade de resolver cálculos matriciais facilitando a aplicação do MEF. A mesma foi validada com um software específico e consagrado na área de MEF, o SAP2000 e um software comercial de dimensionamento de estruturas metálicas usado em vários escritórios de projeto e consultoria estrutural, o METÁLICA 3D. A planilha cont... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main objective of this project is the analysis of the global stability of the lattice towers of energy transmission using the FEM (finite element method). The whole study was based on NBR-8800/2007, normative where suggest a displaceability's analysis of the structures thought the B2 parameters and consequently the application of MAES' method, a simplified procedure for the analysis of second-order's global effects. In this project was approached the Brazilian electric system, a detail description of types and model of towers, accident involving transmission towers, space trusses, structural analysis' method, FEM, structure stability analysis, MAES' method. Also in this project, an updated approach the increase knowledge at this area in several universities all around the world, in special China and Canada, where the major concern is how to simulate at The transmission tower's project some climate effects such as earthquakes, tornadoes and hurricanes through reduced laboratory models. In order to offer a scientific contribution to this sector, a spreadsheet was developed in Excel software due to it facility of use, access and ability to solve matrix calculations, which facilitates the use of FEM. The same one was valid with a specific and consecrated software in the FEM area: The SAP2000; and commercial metal structural design software used in various design and structural consulting offices: the METÁLICA 3D. The spreadsheet contemplates pre-dimensioning of conductor cabl... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Considerar un comportamiento semi-rígido para las uniones permite reducir el dimensionado de las vigas respecto a la solución articulada, ya que al poseer una cierta rigidez a flexión el momento en centro de vano disminuye. Por otro lado, al tratarse de uniones no rigidizadas, el coste de ejecución de las mismas es sensiblemente inferior al de las rígidas. A pesar de las ventajas de este tipo de uniones no se utilizan en la práctica habitual. Hasta hace unos pocos años porque las normas de aplicación sólo incluían criterios para comprobar su resistencia, y más recientemente porque, a pesar de que el anejo J del Eurocódigo 3 permite, a partir de su geometría, determinar la rigidez y resistencia de las uniones semi-rígidas, no establece una estrategia de actuación para el diseño de pórticos con este tipo de nudos. Con el fin de establecerla, y considerando que la máxima reducción en el dimensionado de las vigas corresponde a estructuras de nudos rígidos, esta Tesis plantea analizar las posibilidades prácticas de diseño que ofrecen aquellas uniones no rigidizadas con un comportamiento lo más parecido posible al de las rígidas (uniones con soldadura perimetral directa y uniones atornilladas con chapa frontal extendida). Con este objeto se han calculado más de 1500 pórticos de edificación diseñados con este tipo de uniones considerando su rigidez real (obtenida mediante el método de los componentes) modelizando su comportamiento según las posibles idealizaciones del diagrama Momento-Rotación que establece la norma de referencia, analizando su influencia en la respuesta de la estructura, y verificando su resistencia, para diferentes longitudes de vigas y soportes y distinto número de plantes y vanos, comparando los resultados obtenidos con los de los mismos pórticos diseñados con uniones rígidas o articuladas, con el fin de obtener unas pautas de diseño y rango de validez de las mismas. / Guardiola Víllora, AP. (2007). Comportamiento de los nudos semi-rígidos en estructuras metálicas de edificación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1880