[pt] O dimensionamento de estruturas de edifícios de aço com
ligações do tipo semi-rígidas ainda enfrenta uma série de
resistências por parte dos engenheiros estruturais. Este
fato se deve em parte à falta de normas específicas,
programas de computadores adequados e informações mais
detalhadas sobre as vantagens econômicas das ligações semi-
rígidas. Este trabalho apresenta um estudo paramétrico de
uma edificação considerando o dimensionamento das ligações
no regime semi-rígido. Estas investigações consideram
parâmetros como: a rigidez das ligações, sistemas com
estruturas em aço ou mistos e estabilidade lateral dos
pórticos. A edificação analisada foi uma habitação popular
padronizada de quatro pavimentos desenvolvida pela
USIMINAS, muito difundida no Brasil. Em uma primeira etapa
cada edifício foi estudado com uma rigidez de ligação semi-
rígida padrão para todas as ligações da estrutura.
Posteriormente ligações semi-rígida individualizadas foram
adotadas para os diversos pórticos estudados. Este trabalho
a princípio apresenta uma metodologia de análise e
dimensionamento de estruturas em aço com ligações semi-
rígidas com base no modelo de molas proposto pelo Anexo J
Revisado do Eurocode 3. Com base nesta metodologia propõe-
se um modelo simplificado de ligações semi-rígidas
viga/coluna com o uso do programa ANSYS. Os modelos
estruturais foram estudados com a inclusão dos efeitos da
não linearidade geométrica dos pórticos e o comportamento
elasto-plástico do material de forma a se obter resultados
consistentes com os resultados experimentais e sem a
introdução de coeficientes de correção. Os resultados
obtidos neste trabalho foram apresentados, discutidos e
comparados com os desenvolvidos pela USIMINAS de forma a se
analisar o comportamento das ligações e sua eficiência.
Para os edifícios considerados neste trabalho, onde se fez
uso de ligações semi-rígidas padrão, o sistema mais
econômico, com relação à peso de aço, foi a
estrutura mista com contraventamentos (40 por cento da capacidade
rígida) que teve uma economia de até 48 por cento em relação aos
outros edifícios e de até 10 por cento aos sistemas da USIMINAS.
Quando no uso de ligações otimizadas estas economias
aumentam para 53 por cento e 15 por cento. Os resultados apresentados
confirmam a vantagem da utilização deste tipo de ligação em
edifícios residenciais em aço de pequena altura. / [en] Nowadays, despite the substantial increase in structural
design knowledge, the semi-rigid connections steel design
is still facing resistance from the structural engineers.
This fact can be in part explained by few design standards
that allows and explains their use, suitable computer
programs and the lack of detailed information of
the economical advantages of the semi-rigid design
philosophy. This work presents a parametric analysis
performed on a residential low-rise steel building
considering all the steps necessary to a semi-rigid design.
This analysis considered parameters like: beam-to-column
connection stiffness and strength,structural system (steel
or composite) and lateral frame stability (sway and non-sway
frame solutions). The analysed structure consisted on a
standard four pavements residential building proposed by a
Brazilian Steel Mill Usiminas for low-cost popular
constructions. Initially all the structure beam-to-column
connections adopted a standard connection stiffness. The
study continued with optimised connection stiffness for
each of the designed structural frames. The first part of
the present work is devoted to a full description of the
design procedures proposed in the Eurocode 3, revised annex
J for semi-rigid connection design. Based on this
methodology a simple design model was proposed and
implemented with the aid of the finite element program
Ansys. The model included geometrical and material non-
linearities and considered the connections semi-rigid
behaviour avoiding the conventional approximations
suggested in several current steel design standards.
The results of this investigations are presented, discussed
and compared to standard designs like the Usiminas proposal
as means to access the economic potential and efficiency of
the semi-rigid solutions. The best structural solution for
the investigated construction was a non-sway composite semi-
rigid (40 percent of the rigid capacity). The economy achieved
were: 48 percent and 10 percent when compared to other semi-rigid
solutions and the conventional Usiminas solution,
respectively. This figures changed to 53 percent and 15 percent when
optimised connections were used in each structural
frame. The presented results confirm the advantage of the
use of this connections kind in residential buildings in
steel of low height.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:2210 |
| Date | 26 December 2001 |
| Creators | OLAVO FERREIRA BRITO JUNIOR |
| Contributors | SEBASTIAO ARTHUR LOPES DE ANDRADE, PEDRO COLMAR GONCALVES DA SILVA VELLASCO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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