Orientador: Prof. Dr. Juan Pablo Julca Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2015. / Atualmente, os risers rígidos em catenária ou SCRs (Steel Catenary Risers), que são tubos longos de aço, apresentam-se como a melhor solução técnico-econômica na transferência de petróleo e gás desde o solo marinho até uma plataforma flutuante. Os SCRs são de fácil fabricação, resistem altas pressões internas e hidrostáticas e também resistem altas temperaturas. Porém, cuidado especial deve-se tomar no cálculo dos momentos fletores e força axial interna no ponto de contato com o solo marinho, sendo estes parâmetros cruciais no projeto. Por outro lado, devido a que os SCRs interagem com o solo marinho, a plataforma à qual está conectada, correntezas e com o escoamento interno, a teoria de SCRs é complexa e não tem sido totalmente desenvolvida, requerendo para seu estudo a teoria de vigas curvas, tópicos de mecânica dos sólidos e dos fluidos, dinâmica não-linear, mecânica de ondas e mecânica dos solos. Este trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento e implementação de uma ferramenta computacional para análise estática e dinâmica bidimensional de risers rígidos e flexíveis dispostos em catenária em contato com o solo marinho. A discretização espacial do riser é feita usando elementos finitos não lineares tipo de viga, incluindo grandes deslocamentos e rotações. A formulação co-rotacional é utilizada para o tratamento da não linearidade geométrica. O método iterativo-incremental de Newton-Raphson é usado para resolver as equações de equilíbrio estático e dinâmico. A integração no tempo das equações dinâmicas é feita usando o esquema implícito de Newmark. A fim de garantir a estabilidade do esquema numérico implementado quando são impostos deslocamentos no topo do riser pelo método de penalização, é introduzido nas equações dinâmicas um termo de amortecimento estrutural para a filtragem das frequências espúrias induzidas por este tipo de excitação. O solo marinho é modelado como uma fundação elástica-linear do tipo Winkler e o método de penalização é usado para a imposição da condição de não penetração. Simulações estáticas e dinâmicas de problemas geometricamente não lineares foram conduzidas para a avaliação do elemento de viga plana implementado neste trabalho. Os resultados obtidos foram comparados com resultados da literatura para a validação do código. A ferramenta computacional foi aplicada satisfatoriamente para resolver problemas estáticos e dinâmicos de risers rígidos e flexíveis. / Steel catenary risers (SCR) are slender steel pipes that hang free in the ocean, this represents the best technical and economical solution for the oil and gas transfer from the seabed to the floating platform. SCRs are of easy manufacturing, high internal and external pressure resistance and also high temperature resistance. Special care should be taken in the calculation of the bending and tension stresses at the touch down point (TDP) as this parameters are of main importance in the calculation of fatigue resistance. On the other side, as the riser interacts with many other elements as seawater currents, internal flow, floating platform and seabed SCRs theory is complex and is not yet well developed, requiring for its study deep knowledge of curved beam theory, solid and fluid mechanics, non-linear dynamics, wave theory and soil mechanics. The main objective of this work is the development and implementation of a computational tool for the static and dynamic two-dimensional analysis of steel catenary and flexible risers, special attention is given to the seabed contact phenomena, to this end, numerical methods for the solution of dynamic equations were implemented into a MATLAB code. The spacial discretization of the riser geometric domain was made by finite element procedures, the large deflections and rotations, inherent to risers geometric non linearity, were treated by means of the co-rotational formulation. The incremental-iterative Newton-Raphson scheme is used to solve the equations of static and dynamic equilibrium. Time domain integration is made using Newmarks implicit method. To guarantee the numerical stability of the implemented code when imposed a time-varying nodal displacement by the penalty method an structural damping is introduced. This damping filters spurious frequencies induced by the penalty method. The seabed is modeled as an elastic foundation of Winkler type, once again the penalty method is used to enforce the non-penetration condition. Static and dynamic simulations of beams with geometrical non linearity were conducted in order to test the stability and accuracy of the implemented code. These results were compared with those available in specialized literature in order to validate the code. This computational tool was successfully applied to the static and dynamic analysis of steel catenary risers.

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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMNK.pdf: 4268420 bytes, checksum: 50c2feaa3b1252323d08d023d64588ae (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / The present research deals with the study of continuity in slab-beam-column connections in precast concrete structures, wherein an experimental investigation about the contribution of longitudinal reinforced bars, passing on the side of the column in the top of the slab, on the connector flexural stiffness. For this study, a beam-to-column connection was selected, comprising concrete corbel with dowel bars and continuity reinforced bars passing trough the column and fulfilling of grout in the interface of the connection. Two tests were carried out for the characterization of the moment-rotation relationship of two different connection prototypes, one with 100% of the continuity reinforced bars passing trough the column and another with 50% trough the column and 50% in the laterals. The experimental results indicate that bars passing on both sides of the column enhanced the moment-rotation relationship for the second prototype, being even more significant for the serviceability stage. However, rotations at the beginning of plasticization of the moment-rotation curve were close for the two prototypes. The results indicate that the transverse reinforcement between the slab and the beam was capable of mobilizing the external longitudinal bars at the same time of the internal longitudinal bars, passing through the column. Additionally, this reinforcement arrangement provided an increase of the cracking control within the connection zone at the end of the beam / No presente trabalho foi estuda a continuidade em ligações laje-viga-pilar em estruturas pré-moldadas de concreto com a realização de uma investigação experimental quanto à contribuição da parcela de armadura passante nas laterais do pilar na capa da laje, tanto para a rigidez à flexão quanto para o controle da fissuração. Para objeto de estudo, selecionou-se uma ligação viga-pilar com consolo de concreto e chumbador, com armadura de continuidade passante no pilar por meio de bainhas lisas preenchidas com graute. Foram realizados ensaios para a caracterização das ligações com dois modelos experimentais, sendo um com 100% da armadura de continuidade passando dentro do pilar e o segundo com 50% dentro do pilar e 50% nas laterais. Os resultados experimentais mostraram que as barras laterais ao pilar contribuíram para aumento da rigidez à flexão, principalmente para a fase de serviço, inferior à carga de projeto. Entretanto, as rotações relativas ao início da plastificação da relação momento-rotação foram próximas para os dois modelos. Acredita-se que o detalhamento empregado para armadura de costura entre a viga e a laje permitiu que as armaduras longitudinais dentro e fora do pilar fossem mobilizadas de forma conjunta, tanto na fase de serviço quanto para a fase de projeto, promovendo um controle efetivo da fissuração na região da ligação

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4344.pdf: 5594245 bytes, checksum: fab6be00771107162007269bd0d0a554 (MD5) Previous issue date: 2012-03-01 / Even the metal bridges known for overcoming large spans, designed and implemented by large offices, this paper wishes to present concepts that can be applied in practical design of Steel-Concrete composite bridges of short and medium span, because those are the most common in national highways, and there is also a lack of professionals to design them into steel in Brazil. In the few studies dedicated to this subject, there is no specific normalization in steel bridges, and there is a lack of bridges on local roads throughout the country. The steel bridge or the Steel- Concrete composite bridges provides a construction that is both quick and of easy recovery. At first it discusses the main structural systems, features and behaviors of composite steel bridges and concrete. It also describes the analysis procedures to actions on bridges according to the U.S. standards (AASHTO:2002 & 2005), European (EC-1:1991) and Brazilian (NBR 7188:1984). It is also an objective of this study to understand the design philosophy of AASHTO:2002, regarding the definition of actions, analysis models, ensuring the joint behavior of steel beam and concrete deck, ultimate limit states and of service and resistance of the mixed system deck, verifying the possibilities / needs of adaptation to the national reality, standard frequently used by Brazilian designers. This study aims to enrich the national literature regarding to Steel-Concrete composite bridges and according to comparisons made to the design and scaling guide, set rules for a calculated script for these mixed systems, bridges, viewing adjustments for the development of those directed to Brazilian realities. / Mesmo as pontes metálicas tendo fama de vencer grandes vãos, projetadas e executadas por grandes escritórios de projetos, este trabalho tem o objetivo de apresentar conceitos que possam ser aplicados na prática de projeto de pontes mistas de aço e concreto de pequenos e médios vãos, pois são as mais frequentes nas rodovias nacionais, e também há uma carência dos profissionais para projetá-las em aço, no Brasil. Além de poucos trabalhos voltados a este assunto, não existe normalização específica para pontes em aço, sendo que há carência de pontes em estradas vicinais em todo o país. A ponte em aço ou mista de aço e concreto possibilita uma construção rápida e de fácil recuperação. Inicialmente discute-se sobre os principais sistemas estruturais, características e comportamentos de pontes mistas de aço e concreto, descrevendo também os procedimentos de análise para ações móveis em pontes segundo as norma americana (AASHTO:2002 e 2005), européia (EC-1:1991) e brasileira (NBR 7188:1984). Também está entre os objetivos deste trabalho compreender a filosofia de projeto da AASHTO:2002 no que se refere à definição das ações, modelos de análise, garantia do comportamento conjunto viga de aço e tabuleiro de concreto, estados limites últimos e de serviço e resistência do sistema de tabuleiro misto, verificando as possibilidades/necessidades de adaptação para a realidade nacional, norma esta comumente utilizada pelos projetistas brasileiros. Espera-se com este trabalho, enriquecer a bibliografia nacional no que se refere às pontes mistas de aço e concreto e de acordo com as comparações realizadas ao projeto e dimensionamento traçar diretrizes para um roteiro de cálculo para estes sistemas de pontes mistas, visando às adaptações para o desenvolvimento destas voltadas às realidades brasileiras.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5038.pdf: 12517869 bytes, checksum: 373976ca3c8851e35a4dbd3dd53ff661 (MD5) Previous issue date: 2013-02-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / This study aimed to analyze the structural behavior of a beam-column connection with embedded steel member for precast concrete with no current use still in Brazil. Based on the literature review about hidden corbels found in international technical references, a type of hidden corbel with embedded steel section (so called billet) was selected for this research. Although there are many different analytical models for the design of the billet within the available technical literature, the focus of this research was on the revised models found in the most recent design manuals PCI (2010) and FIB (2011). In addition to the analytical study an experimental investigation was conducted, wherein isolated column members with billet corbels were tested primarily to a full scale test of a sub-frame with two beams six meters long and with a central column assembled in cruciform shape. For the isolated model, named PI Model (Isolated steel corbel), the behavior of the steel corbel and its interaction with the column were evaluated. For the full scale test, named LI Model (connection zone model), the behavior of the connection zone and the behavior of the beam were studied interacting together. For both the theoretical and the experimental studies, the selected billet consisted of a rectangular hollow section of 200 mm x 100 mm x 10 mm in height, width and thickness, respectively. For the PI Model test, the billet showed a rigid behavior and it was capable of resist an applied load of 700 kN with no damage within the concrete of the column. For the case of LI Model, the experimental study analyzed the behavior of the whole connection zone, comprising both the steel corbel and the end of the beam near the corbel. For this case, the connection behaved as rigid until the applied shear force at the connection reached between 239,5 kN and 238,3 kN, for which the flexural stiffness of the connection acted as rigid, with fixity factors of 1.0 and 0.96, for the left and right connections, respectively. The failure of the model occurred at the cast in place topping of the composite beam when the shear force reached 473.5 kN. The comparison between the experimental results with the theoretical values demonstrated that the isolate billet showed compatible resistance with the expected but that the region of the beam top end showed premature failure due to lack of reinforcement in the region of the end of the beam. It is believed that this effect occurred because of the fact that the detailing followed from studies conducted in the UK is suitable for hinged connections while the connection analyzed in this research comprised of continuous negative reinforcing bars passing through the columns within the cast in place topping of the composite precast beam. Finally, this study presents further recommendations for improvements of the reinforcement detailing of the precast beam. / O estudo teve como objetivo principal analisar o comportamento estrutural de uma ligação viga-pilar com Consolo Metálico Embutido para estruturas pré-moldadas de concreto com uso ainda não corrente no Brasil. Após uma revisão bibliográfica sobre os principais consolos metálicos embutidos encontrados nas referências técnicas internacionais, escolheu-se um tipo de consolo metálico embutido que emprega um perfil metálico (chamado tarugo metálico). A revisão bibliográfica permitiu encontrar na literatura técnica e acadêmica vários modelos analíticos para o dimensionamento do perfil metálico, mas o estudo no presente trabalho se concentrou nos modelos revisados encontrados nos manuais do PCI (2010) e da FIB (2011). Além do estudo analítico, foram realizados ensaios exploratórios primeiramente em consolos no pilar isolado e em seguida foi ensaiado um modelo em escala real com duas vigas de seis metros e um pilar central. No primeiro modelo, denominado modelo de ensaio PI (Pilar Isolado), estudou-se o comportamento isolado do consolo e sua interação junto ao pilar. No segundo modelo, denominado modelo de ensaio LI (Ligação), estudou-se o comportamento da região da ligação e de interação com a viga. Para o estudo teórico-experimental, o tarugo metálico escolhido teve perfil retangular vazado de 200 mm x 100 mm x 10 mm de altura, largura e espessura respectivamente. No ensaio do modelo PI, o consolo metálico apresentou um comportamento rígido e foi capaz de suportar uma carga aplicada de 700 kN sem danos dentro do concreto do pilar. Já no caso do modelo LI, o estudo experimental analisou o comportamento conjunto da ligação, envolvendo tanto o consolo metálico quanto a extremidade da viga próximo ao consolo. Para este caso, a ligação se comportou como rígida para uma força cortante entre 239,5 kN e 238,3 kN, para a qual se estimou um momento de engastamento variando entre 1,0 e 0,96 para a ligação da esquerda e direita, respectivamente. Ocorreu ruptura por cisalhamento na capa de concreto na extremidade da viga quando a força cortante na seção atingiu 473,5 kN. A comparação dos resultados experimentais com os valores teóricos de cálculo demonstrou que o consolo isolado apresentou resistência compatível com o esperado, mas que a região da capa na extremidade da viga apresentou uma falha prematura devido à falta de armadura de costura na região da extremidade da viga. Acredita-se que este efeito tenha ocorrido em virtude do fato de que o detalhamento seguido a partir de estudos realizados no Reino Unido seja indicado para ligações articuladas, enquanto a ligação analisada consistiu de uma ligação com continuidade na armadura negativa. Por esta razão, este estudo apresenta recomendações para melhorias no detalhamento da viga.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-29Bitstream added on 2014-06-13T19:35:06Z : No. of bitstreams: 1 mesquitaneto_c_me_ilha.pdf: 1673109 bytes, checksum: 0f8131abf5fc45715c92abece81e6a7a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho é apresentado uma proposta de absorvedor de vibrações ajustável tipo viga sanduíche utilizando fluido Magnetoreológico no centro. Para o desenvolvimento deste projeto foi realizada uma revisão sobre os vários tipos de absorvedores e algumas aplicações. Em seguida foi realizado um estudo sobre o comportamento do fluido magnetoreológico, mostrando como este material inteligente varia suas propriedades quando submetido a um campo magnético. O objetivo do estudo foi verificar as propriedades do sistema para realização de um futuro controle, que é realizado através da variação do campo magnético. Avaliou-se, também, a relação com a corrente elétrica, quais os parâmetros que o influenciam e como podemos produzir um campo magnético com a intensidade desejada. Para avaliar as características do sistema foi utilizado o modelo no programa Ansys, com o objetivo de se verificar o comportamento do sistema. Para encontrar as características reais do sistema foi utilizado o modelo na forma de espaço de estados modais, identificado através do método PEM, Método de Predição de Erros (do inglês Prediction Error Methods PEM). Os testes experimentais foram realizados para se adquirir conhecimento do comportamento dinâmico deste tipo de fluido e, verificar se há repetibilidade nas medidas / This work presents a proposal of a tunable vibrations absorber type sandwich beam, using the Magnetorheologic fluid in the intermediate layer. For the development of this study a revision of some types of absorber with some applications was carried out. After that, a study of the behavior of the magnetorheologic fluid was carried through, showing as this intelligent material tunable its properties when submitted to a magnetic field. The objective of this analysis was to verify the properties of the system for implementation of a future control, which is based on the variation of the magnetic field. It was realized an analysis of the relation of the electric current and the parameters that influence it, in order to produce a magnetic field with the desired intensity. The characteristics of the system were verified through a mathematical model obtained with the software Ansys. The real characteristics of the system were found through the identification method PEM, Prediction Error Methods, using modal space states formulation. Experimental tests were carried out in order to obtain know how of the dynamic behavior of this type of material

Na construção de novas estruturas ou mesmo durante sua recuperação, a velocidade de construção influencia de maneira significativa, não apenas nos custos, mas também pelo potencial efeito nocivo (ruído, poluição, problemas no transito de veículos e pessoas, etc.) advindo da construção. Assim, para a construção, é desejável um período de construção tão breve quanto possível. As estruturas mistas de aço e concreto correspondem satisfatoriamente a essa necessidade, pois tanto os elementos de aço quanto os de concreto podem ser pré-fabricados industrialmente, ficando apenas as etapas de içamento e montagem a serem realizadas in-loco. Correntemente, entretanto, as ligações entre aço e concreto utilizadas em estruturas mistas, não estão bem adaptadas à utilização de lajes pré-fabricadas, pois tendem a diminuir a rapidez de montagem e a durabilidade do pavimento. Desta forma, a necessidade de desenvolvimento de novos tipos de ligações se evidencia. Ligações por aderência, na qual a resistência se dá pelo atrito entre varias interfaces, constitui-se de uma solução particularmente promissora. O conhecimento atual a respeito deste tipo de ligações é incompleto, e necessita ser complementado de maneira a possibilitar a utilização das ligações por aderência na prática. A presente pesquisa teve como objetivo analisar e discutir o comportamento das ligações por aderência aço concreto, por meio da ligação entre lajes pré-fabricadas e vigas de aço de seção I através de ensaios estáticos. Em complemento, ensaios dinâmicos não destrutivos visando à observação do comportamento vibracional do protótipo provocado por impacto, foram realizados a fim de avaliar a influência do estado de danificação na frequência natural da viga mista, após o ensaio monotônico. Complementando a avaliação experimental, a simulação numérica dos protótipos experimentais foi realizada utilizando o pacote computacional Fx + Diana® e uma análise paramétrica desenvolvida. Os resultados obtidos na presente investigação para a ligação proposta se demostraram promissores, para todos os conectores analisados, L, R e RP, especialmente no que se refere à resistência ao cisalhamento da ligação. Ressalta-se que o modelo numérico desenvolvido foi capaz de estimar satisfatoriamente a capacidade resistente dos protótipos experimentais e o deslizamento na carga máxima. / For new structures, or even retrofitting old ones, the speed of construction has a significant impact not only on costs but also by potential harmful effects (noise, pollution, traffic of vehicles and people, etc.) provoked during the process. In this way, it is desirable a construction period as short as possible. Steel concrete composite structures respond satisfactorily to this need, since they have steel and concrete elements that can be industrially pre-fabricated, and only lifting and assembly are developed in-loco. Currently, however, the connections between steel and concrete used in composite structures are not well adapted to the use of precast concrete slabs, reducing the speed of assembling and also the durability of the produced floor. So, the need for the development of new types of connections becomes evident. Connections based on adherence, where the resistance comes from friction at interface, are a promising solution. Due to the lack of knowledge regarding this type of connections, additional studies must be conducted to make possible the use of connections by adherence. Present research aimed to analyze and discuss the behavior of connections by adherence between steel and concrete, through the combination of precast concrete slabs and steel beams with I cross sections. The connections are studied by means of experimental tests considering static loads. Additionally, dynamic tests are also carried out, aiming to observe the vibration produced by impact after static loads. The influence of damage provoked by static test on the natural frequencies of the beams was also investigated. The results obtained in the experimental program showed the good performance of the proposed connection and the feasibility of applying this solution to future composite structures. A nonlinear numerical analysis using commercially available software based on finite elements method was also performed, showing a good agreement with the experimental results.

Nesta pesquisa estudou-se o comportamento de uma ligação viga-pilar em concreto pré-moldado utilizando perfis metálicos embutidos nos elementos estruturais. O modelo da ligação estudada permite a transmissão de momentos fletores positivo e negativo. Para a continuidade de momento fletor negativo, utilizam-se um consolo metálico com seção \"U\" embutido no pilar e dentes metálicos com seção tubular retangular embutidos nas vigas, soldados. Para a continuidade de momento positivo, utilizam-se cantoneiras metálicas embutidas no pilar que são soldadas à armadura positiva da viga. O estudo consistiu em análise experimental de um modelo cruciforme em duas etapas. Na primeira etapa o modelo foi solicitado a carregamentos cíclicos reversíveis por meio de um atuador servo hidráulico acoplado sobre o topo do pilar. Na segunda etapa, o modelo foi solicitado a carregamento estático monotônico por meio de macacos hidráulicos dispostos sob o pilar para causar a ruptura com momento negativo. O modelo apresentou uma considerável facilidade de montagem, já que na fase transitória a ligação é articulada e o consolo do pilar em perfil \"U\" permite a estabilidade lateral da viga. O consolo metálico embutido no pilar escoou muito antes de atingir a capacidade resistente dos outros componentes da ligação, pois na seção da ligação junto à face do pilar, apenas o consolo resiste à flexão. / In this research the behavior of a beam-column connection in precast concrete system using welded steel shapes built-in structural elements was studied. The model of the studied connection allows transmission of positive and negative moments. For the continuity of negative moment, is used a steel \"U\" shaped corbel inserted in the column welded with tubular section steel hangers inserted in each beam. For the continuity of positive moment, use is made of metal embedded in abutment ledges that are welded to the positive reinforcement of the beam. The study consisted on experimental analysis of a cross-shaped specimen in two steps. In the first step was applied to the specimen a cyclic load using hydraulic actuator coupled to the column head. In the second step was applied in the specimen a static load using hydraulic jack positioned under the column to cause rupture with negative moment. The connection model showed a considerably easy assembly, as in the transitional phase the connection is articulated and the steel \"U\" shaped corbel of the column allows the lateral stability of the beam. The rupture occurred by yielding of the steel U shaped corbel in the section near the column. The steel corbel inserted in the column yielded before reaches the resistant capacity of other components of the connection, because of the section in the connection close of the column, only steel corbel resists the negative moment.

Este trabalho tem como objetivo analisar a influência da laje de concreto armado em uma ligação viga-pilar misto mediante um estudo experimental e uma modelagem numérica. A ligação considerada é constituída por uma viga de aço unida a um pilar misto preenchido através de barras rosqueadas que trabalham como parafusos passantes. Esse tipo de ligação já foi investigado em trabalhos anteriores, mediante análise experimental em modelos que não incluíam a laje, resultando em uma indesejável ruptura dos parafusos. A análise da ligação completa, com a presença da laje de concreto tornando a ligação uma ligação mista, além de ser mais realista, melhora as características de resistência e rigidez do modelo, além de tornar mais dúctil o seu comportamento. Para isso foram analisados três modelos experimentais que se diferenciam pela ausência ou tipo de conector de cisalhamento presente na região interna do pilar misto. Os resultados obtidos mostraram que a ruptura da ligação passou a ser determinada pela laje, associada ao escoamento da armadura longitudinal sem que a ligação viga-pilar fosse comprometida. Para a análise numérica foi utilizado o pacote computacional DIANA®, baseado no método dos elementos finitos. Os modelos numéricos foram desenvolvidos e calibrados pelos resultados experimentais, produzindo resultados bastante satisfatórios. Finalmente foi realizada uma análise numérica paramétrica variando a armadura longitudinal da laje e a resistência do concreto com o objetivo de se entender melhor a influência desses parâmetros no comportamento da ligação investigada. / The main objective of this work was to analyze the contribution of the concrete slab for the behavior of a steel beam-concrete filled composite column connection through an experimental program and also a numerical modeling. The considered connection was constituted of steel beams connected to a concrete filled tubular column of rectangular cross section by means of passing bars. This type of connection was studied before through an experimental analysis of connections that did not include the slab, resulting in failure of the passing bars. In the present study, the presence of the slab is considered, turning the connection a composite one. The studied model is more representative of the real structure, and also improves the resistance and the stiffness of the connection, turning the behavior more ductile. Three specimens were tested, where the studied variable was the type of shear connector, angles or stud-bolts, and one specimen without connectors as a reference. The obtained results showed that the failure was determined by the slab, associated to the yielding of the longitudinal reinforcement, without affecting the beam column connection. The finite element based software DIANA® was used to the numerical analysis. The numerical models were developed and calibrated by the experimental results, producing a good agreement. Finally, a parametric analysis was done, varying the slab longitudinal reinforcement and the concrete strength in order to better understand the influence of these parameters in the behavior of the studied connection.

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.