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Title: As ligações semirrígidas na análise avançada com zona plástica de portais planos de aço.
Authors: Alvarenga, Arthur Ribeiro de
metadata.dc.contributor.advisor: Silveira, Ricardo Azoubel da Mota
Keywords: Ligações metálicas
Métodos numéricos
Estruturas metálicas
Construção civil
Issue Date: 2010
Publisher: Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: ALVARENGA, A. R. As ligações semirrígidas na análise avançada com zona plástica de portais planos de aço. 2010. 481 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2010.
Abstract: Neste trabalho, estuda-se como desenvolver a Análise Avançada empregando o método da Zona Plástica em portais planos de aço, agora incluindo o efeito das ligações. Primeiramente, define-se esta análise como a inelástica de segunda ordem, na qual se avalia a plasticidade distribuída (por meio da técnica das fatias) e consideram-se os chamados “Aspectos importantes”, como as imperfeições geométricas (curvatura inicial e fora de prumo) e físicas (tensões residuais). Em seguida, introduz-se o efeito das ligações, mediante uma revisão bibliográfica abrangendo histórico, propriedades, tipos, modelos de comportamento de momento rotação M-θ. Propõe-se um novo modelo, chamado Rigidez Bilinear (RBL), que é empregado também em várias análises e permite fazer uma estimativa de curvas M-θ por analogia. É desenvolvida a formulação numérica do EF com ligação numa extremidade e se define um novo parâmetro índice de giro próprio da ligação η. Estuda-se a sua influência na formulação, seus valores, variações e seu efeito nas análises produzidas. A Integração Iterativa do Esforço Axial (IIEA), que é uma correção necessária quando ocorre o escoamento na seção, é ajustada e empregada. Estuda-se o deslocamento do centro de gravidade plástico, que leva a comportamentos da plasticidade não abordados, em geral, na literatura. A implementação computacional desse elemento, incluindo o ajuste da IIEA e da excentricidade, permite o estudo de vários modelos de ligações, inclusive o proposto. São abordados também: a determinação da rotação da ligação, o acompanhamento da curva M-θ e controles para os casos de não linearidade dessa curva. São analisados exemplos de vigas, colunas e portais, no regime elástico ou inelástico, com ligações lineares e não lineares, validando a formulação e as contribuições deste trabalho. Por fim, estuda-se a definição da configuração geométrica limitadora, ou seja, aquela que permite obter a carga limite mínima de projeto para um portal plano com ligações. É estabelecida a validade da proposta do Teorema da Configuração Inicial, visto que existem situações em que a carga limite encontrada não se altera em razão de mudanças na geometria imperfeita inicial. Mesmo nessas condições, comprovou-se que a deformada inelástica pode definir essa configuração limitadora. No caso de dúvidas, são apresentadas recomendações simples (corolários) e um roteiro para projeto no contexto da Análise Avançada incluindo o efeito das ligações semirrígidas.
metadata.dc.description.abstracten: In this work, the development of the Plastic-Zone’s Advanced Analysis of plane steel portals is studied, now including the connections effect. Firstly, this analysis is defined as inelastic second-order which capture the plasticity spread by slice technique and includes the “Main Aspects” as geometric (out-of-straight and out-of-plumb) and physical imperfections (residual stress). The connection effect is introduced, with bibliographic review ranging from history, properties, types, up to moment-rotation behavioral models (M-θ). A new connection’s model called Bi-linear Rigidity (BLR) is proposed. This model is applied in some analysis and allows the M-θ approaching by analogy. The numerical FE formulation with one end-connection and a new parameter called connection’s own-rotation index η, are presented. This influence of this index on formulation, values, changes and its effects on analysis are shown. The Axial Force Iterative Integration (AFII), that is a necessary task when section yielding happens, is adjusted and employed. The effect of plastic geometric center’s move is studied, which arrived to plastic behaviors not covered in general literature. The computer implementation provides several connection models study, including the proposed one. Also are treated: how to define the connection rotation, the M-θ following path, and the non-linear cases of this graph control. There are analysis of beam, column and portal’s examples, at elastic and inelastic range, with non-linear and linear connection’s behavior, validating the contributions of this work. Further, the study defines the limiting geometric configuration as the one which brings the least limit load to design of the plane portal with connections. The Initial Configuration Theorem proposal validity is stated, as there are some cases where the found limit load doesn’t modify because of initial imperfect geometry changes. Even in this situation, it is assured that the inelastic deformed shape can define this limiting configuration. When in doubt, simple tips (corollary) and a design rules for Advanced Analysis including semi-rigid connections are provided.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2249
Appears in Collections:PROPEC - Doutorado (Teses)

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