[pt] Ligações semi-rígidas em estruturas de aço tem apresentado
uso crescente na construção metálica, pois é uma opção que
permite um melhor aproveitamento da capacidade da
estrutura. Neste trabalho apresentam-se as características
e a classificação das ligações semi-rígidas bem como a
evolução da modelagem numérica e analítica do comportamento
destas ligações.
Apresenta-se uma metodologia com base no método dos
elementos finitos para avaliar numericamente a relação
momento-rotação de conexões viga-coluna em estruturas de
aço. Parte essencial desta metodologia é a modelagem da
ligação e de seus diversos componentes.
Um modelo completo em termos da geometria, capaz de
representar a interação entre os diversos componentes da
conexão é proposto. Esta modelagem inclui a discretização
de todos os componentes da conexão: placa e ou cantoneiras,
porcas, coluna e viga, sendo a extensão da viga e da coluna
a ser considerada no modelo escolhida por calibração do
mesmo. O contato entre os componentes da ligação é
considerado por meio de algoritmo específico de contato com
base na formulação de um problema linear complementar.
Considera-se contato sem atrito entre corpos deformáveis.
A fim de representar com mais fidelidade as características
tridimensionais do problema, adota-se uma modelagem também
tridimensional com base em elementos finitos híbridos
hexaédricos de oito nós, permitindo o emprego de uma
discretização relativamente grosseira. Fenômenos como a
presença de grandes deformações, plastificação dos
componentes e a pré-tensão dos parafusos são incluídos no
modelo.
Os modelos apresentados são empregados para o estudo do
comportamento de ligações tipo placa de extremidade
estendida e tipo cantoneira de alma simples. Para validação
dos modelos são comparados os resultados numéricos com
dados experimentais. Analisa-se também a participação da
flexibilidade dos diversos componentes da conexão, tais
como: parafuso, placa de extremidade, mesa da coluna, na
resposta da conexão. / [en] Semi-rigid connections are now-a-days widely employed by
steel structures. Such
connections take better advantage of the overall structure
capabilities. In this work the
properties and classification of semi-rigid connections is
discussed. Additionally numerical
and analytical models for prediction of connection behavior
are presented.
A finite element based methodology for the numerical
evaluation of moment-rotation
relations and load carrying capacity of semi-rigid
connections is proposed. An important
feature of this model is a complete a three dimensional
geometrical description of the many
components of the connection, such as plates, column, beam,
bolts and nuts and the
interaction between them. The extension of beam and column
to be modeled is determined by
numerical calibration. Frictionless contact between the
connection components is considered
by a specific contact algorithm which ensures non-
penetration and permits separation of the
individual parts. In this work a solution strategy for the
contact problem based on the
establishment of a linear complementary problem is adopted.
The three dimensional modeling is carried out by a mesh of
hybrid hexahedral eight
node elements, which allow the use of relatively coarse
meshes. Effects such as the presence
of large deformations, yielding of components and pre-
stressing of bolts are present in the
model.
The proposed model is applied to the analysis of the
behavior of extended end-plate
connections and web cleat connections. The numerical
results are compared to experimental
data for model validation. One of the objectives of this
analysis is the evaluation of the
participation of each component on the overall flexibility
of the connection. / [es] El uso de ligaduras semirígidas en extructuras de acero ha experimentado un crescimiento importante en la
construcción metálica. Esta opción permite un mejor aprovechamiento de la capacidad de la extructura. En este
trabajo se presentan las características de las ligaduras semirígidas, su clasificación; y la evolución de los
modelos numéricos y analíticos del comportamiento de estas ligaduras. Se discute una metodología con base en
el método de los elementos finitos para evaluar numéricamente la relación momento-rotación de conexiones
viga-columna en extructuras de acero. La parte esencial de esta metodología es el modelo de la ligadura y sus
diversos componentes. Se propone un modelo completo en términos de geometría, capaz de representar la
interacción entre los diversos componentes de la conexión. Este modelo incluye la discretización de todos los
componentes de la conexión, siendo que la extensión de la viga y de la coluna a ser considerada en el modelo,
deberá ser elegida por calibración del mismo. Para considerar el contacto entre los componentes de la ligadura se
utiliza el algoritmo específico de contacto con base en la formulación de un problema lineal complementar. A fin de
representar con más fidelidad las características tridimensionales del problema, se adoptó un modelo
tridimensional con base en elementos finitos híbridos hexaédricos de ocho nodos, permitiendo el empleo de una
discretización relativamente grosera. Se incluyen en el modelo fenómenos como la presencia de grandes
deformaciones, plastificación de los componentes y la pretensión de los tornillos. Los modelos presentados se
emplean en el estudio del comportamiento de ligaduras tipo placa de extremidad extendida y tipo esquinero de
alma simple. Para evaluar los modelos se comparan los resultados numéricos con datos experimentales. También
se incluye un análisis de la participación en la respuesta de la conexión, de la flexibilidad de los diversos
componentes de la conexión, tales como: tornillo, placa de extremidad, mesa de la columna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:1270 |
| Date | 20 February 2001 |
| Creators | DEVANEY CRISTINA LIMA CARDOSO |
| Contributors | DEANE DE MESQUITA ROEHL |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Spanish |
| Type | TEXTO |
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