Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/20.500.11960/1628
Title: Análise e dimensionamento de ligações viga-pilar com placa de extremidade : influência das ligações na otimização das secções da estrutura
Authors: Vieito, Ângelo Alcino da Silva
Advisor: Delgado, Jorge
Castro, José Miguel de Freitas
Keywords: EC3 Parte 1-8;Método das componentes;Ligação viga-pilar;Chapa de extremidade;Ligações semi-contínuas;Estruturas metálicas;Component method;Beam-to-column connection;End plate;Semicontinuous connections;Steel structures
Issue Date: 1-Jun-2016
Abstract: Nos projetos de estruturas metálicas, o dimensionamento das ligações é sempre um aspeto de maior relevância. Durante muitos anos, as ligações têm sido idealizadas com comportamento contínuo ou articulado, isto é, ligações com encastramentos perfeitos ou com rótulas perfeitas. No entanto, a generalidade das ligações dimensionadas não apresenta este comportamento limite, assumindo na realidade um comportamento semi-contínuo, resultante das propriedades e características de rigidez dos vários componentes da ligação. A não adoção do comportamento real da ligação pode conduzir a um grande desfasamento entre o cenário admitido em modelo de cálculo estrutural e o comportamento real da estrutura. Tendo em vista a regularização e caraterização deste tipo de comportamento, surge o Eurocódigo 3 - Parte 1-8: Projeto de ligações, preenchendo uma lacuna nos regulamentos de estruturas metálicas. A partir das regras propostas neste regulamento, os projetistas conseguem definir as principais características de uma ligação e considerar o seu comportamento real na análise estrutural, usufruindo assim das vantagens das ligações semi-contínuas e em especial, do seu contributo para a redução dos custos finais de uma estrutura. Contudo, dada a complexidade do processo de dimensionamento deste tipo de ligações, torna-se imprescindível a criação de ferramentas de cálculo para a sua implementação. Neste trabalho, numa primeira fase são apresentados e discutidos os procedimentos previstos no EC3 Parte 1-8, para cálculo e dimensionamento de ligações viga-pilar com chapa de extremidade. É analisado de forma detalhada o método das componentes que permite determinar a resistência e rigidez de rotação das ligações. Para uma melhor compreensão deste método, apresenta-se também um exemplo com o processo de análise e dimensionamento de uma ligação viga-pilar com placa de extremidade. Numa segunda fase, propõe-se um método que visa a otimização das ligações / secções de uma estrutura e com base neste, através de uma estrutura de um edifício de habitação, demonstram-se as diferenças que podem ser obtidas no dimensionamento da estrutura utilizando ligações semi-contínuas em vez de ligações contínuas e o seu reflexo na otimização do custo da estrutura. Como elemento de suporte ao cumprimento destes objetivos, desenvolveu-se um algoritmo de cálculo em Excel para o dimensionamento de ligações viga-pilar com placa de extremidade.
Concerning steel structure projects, the design of joints is always an aspect of greater relevance. For many years, joints have been idealized with continuous behaviour or pinned behaviour, ie, perfectly embedded joints or joints with perfect hinges. However, the majority of scale joints do not present this ultimate behaviour, assuming in general a semi-continuous behaviour, resultant from the properties and stiffness caracteristics of the many joint components. The possibility of not considering the real behaviour of the joint can lead to a big gap between the admited scenario relative to the structural calculation model and the structure’s real behaviour. Taking into account the regularization and description of these kind of behaviour, arises the Eurocode 3 - Part 1-8: Design of joints, filling a space in the codes of steel structures. Based on the rules purposed by the EC3 Part 1-8, designers can define the main caracteristics of a joint and consider its real behaviour in the structural analysis, benefiting from the advantages of semi-continuous joints and specially from its contribution for the reduction of the final costs of a structure. However, considering the complex dimensioning process of this kind of joints, the creation of calculation tools for its implementation is needed. In the first part of this project are discussed and presented the set of procedures previwed at the EC3 Part 1-8 for the calculation and dimensioning of beam-to-column joints with end plate. Also, the components method that allows to determine the resistance and stiffness rotation of the joints are analysed with detail. To better understand this method, it is presented an example with the analysis and dimensioning process of a beam-to-column joint with end plate. In a second phase, it is purposed a method that aims the optimization of the joints/sections of a structure and based on it, through the structure of a habitational building, the differences that can be obtained from the structure dimensioning using semi-continuous joints instead of continuous joints and its reflex in the optimization of the structure cost are demonstrated. A calculation algorithm (in Excel) was developed too as an element of support to the accomplishment of this objectives, exactly for the dimensioning of beam-to-column joints with end plate.
Description: Mestrado em Engenharia Civil e do Ambiente : Especialização em Estruturas na Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Viana do Castelo
URI: http://hdl.handle.net/20.500.11960/1628
Appears in Collections:CCEC - Dissertações de Mestrado

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