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Title: Modelagem do comportamento inelástico de estruturas de aço : membros sob flexão em torno do eixo de menor inércia.
Authors: Gonçalves, Gilney Afonso
metadata.dc.contributor.advisor: Silveira, Ricardo Azoubel da Mota
Silva, Andréa Regina Dias da
Keywords: Aço - estruturas
Análise numérica
Método de análise avançada - método da rótula plástica
Método dos elementos finitos
Issue Date: 2013
Publisher: Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: GONÇALVES, G. A. Modelagem do comportamento inelástico de estruturas de aço : membros sob flexão em torno do eixo de menor inércia. 2013. 90 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2013.
Abstract: Esta dissertação tem como objetivo a modelagem do comportamento inelástico de sistemas estruturais em aço usando o método da rótula plástica refinado. Em tal método, os efeitos decorrentes do escoamento do aço são capturados através de um parâmetro que reduz a rigidez do membro estrutural em função do desenvolvimento de regiões plásticas. Estudam-se estruturas com membros submetidos à flexão em torno do eixo de menor inércia, seções transversais do tipo I e compactas. O programa computacional CS-ASA é usado como base para novas implementações e análises. Duas formulações inelásticas de elementos finitos reticulados planos, que consideram também os efeitos de segunda ordem e tensões residuais e estão disponíveis no programa, são adotadas nas análises. Como critério para definir o estado limite último da seção transversal, adotam-se superfícies de plastificação que descrevem a interação entre forças internas — esforço normal e momento fletor. Emprega-se o módulo tangente para considerar a degradação da rigidez em função do acréscimo de forças internas. Atenção especial será dada ao modelo de módulo tangente que melhor representa o caso de flexão em torno do eixo de menor inércia. Para solução da equação não linear que governa o equilíbrio estrutural, usa-se o método iterativo de Newton-Raphson acoplado a estratégias de continuação. Colunas isoladas e pórticos planos são analisados, e os resultados obtidos são comparados aos encontrados por outros pesquisadores através do método da zona plástica. Essa comparação permitirá concluir que as metodologias apresentadas neste trabalho são eficazes e necessárias para a previsão do comportamento das estruturas com membros com flexão em torno do eixo de menor inércia. Outras observações referentes aos estudos realizados serão estabelecidas.
metadata.dc.description.abstracten: This dissertation concerns the inelastic behavior modeling of steel structural systems, examining such modeling using the refined plastic-hinge method. This method uses a parameter to capture the effects of steel inelasticity; the parameter reduces the structural member stiffness because of the development of cross-section plastic regions. This dissertation investigates structural members subjected to minor-axis bending and considers I type profiles and compact cross-sections. As a basis for new implementations and analyses, the study uses the CS-ASA computational tool. The analysis adopts two beam-column element inelastic formulations. These formulations also consider the second-order effects and residual stresses, which CS-ASA is able to handle. To define the cross section ultimate limit state, the study adopts strength surfaces that describe the interaction between internal forces  axial load and bending moment. The tangent modulus approach is used to consider the stiffness degradation caused by the increase in internal forces. Thus, the study pays special attention to the tangent modulus model that best represents the case of minor-axis bending. To solve the nonlinear equations that govern the equilibrium at the structural system, the Newton-Raphson iterative strategy coupled with path-following methods is employed in this study. Isolated columns and portal frames are analyzed, and the results obtained are compared to those of other investigators who used the plastic zone method. The comparison shows that the methodologies presented in this dissertation are effective and necessary for predicting the behavior of steel structures with members under minor-axis bending. The dissertation also offers other comments concerning relevant studies.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3303
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