Influência da rigidez e resistência das ligações na quantidade total de aço em estruturas metálicas

Abstract

O principal objetivo da presente dissertação é a apresentação da importância que a adoção de ligações semi-rígidas tem na análise dos esforços e nas respetivas secções finais das estruturas. As ligações metálicas têm sido tratadas como possuindo um comportamento rígido ou articulado, sendo que na generalidade dos casos, na realidade não possuem este comportamento, mas sim um comportamento intermédio, semi-rígido. Na presente dissertação é explorado o uso das ligações semi-rígidas, tanto ao nível do modelo de análise como na execução física da ligação, de modo a garantir esse comportamento respeitando a segurança e a estabilidade estrutural e possibilitando a adoção de soluções mais económicas. Para analisar as propriedades de resistência e rigidez dos componentes das ligações, foi seguido o processo descrito no Eurocódigo 3 Parte 1-8, designado por método das componentes. Para tal, numa primeira fase é apresenta-se de uma forma sintética os procedimentos previstos no Eurocódigo 3 Parte 1-8 para o dimensionamento de ligações viga – pilar com chapa de extremidade. Numa segunda fase é efetuada a verificação de uma ligação viga-pilar com o software de cálculo Robot Strutural Analysis onde são comparados os resultados obtidos por este e os da mesma ligação obtidos com recurso a um algoritmo de cálculo desenvolvido na ESTG IPVC por Vieito (2015). Numa terceira fase apresenta-se dois esquemas estruturais simulados para utilização tipo escritórios, onde com o recurso a um procedimento de cálculo e o algoritmo referido anteriormente, se demonstra a diferença que a consideração de ligações articuladas, rígidas e semi-rígidas pode ter na otimização das secções da estrutura.

The main objective of this dissertation is the presentation of the importance that the adoption of semi-rigid connections has in the analysis of the structural actions and in the respective final sections of the structures. The metallic bonds have been treated as having a rigid or articulated behavior, and in most cases, they do not actually have this behavior, but rather an intermediate, semi-rigid. In this dissertation the use of semi-rigid connections is explored, both at the level of the analysis model and in the prodution of the connection, in order to guarantee this behavior, respecting the safety and the structural stability, and allowing the adoption of more economical solutions. To analyze the strength and stiffness properties of the components of the bonds, the procedure described in Eurocode 3 Part 1-8, designated by the method of the components, was followed. To this end, in a first step, the procedures provided for in Eurocode 3 Part 1-8 for the design of beam-to-column connections with end plate are presented in a synthetic way. In a second phase, a beam-column connection is verified with the Robot Strutural Analysis software, which compares the results obtained by this and the same connection obtained using a calculation algorithm developed in ESTG IPVC by Vieito (2015). In a third phase, two simulated structural schemes for office-type use are presented, with the use of a calculation procedure and the algorithm referred to above, demonstrating the difference that the consideration of articulated, rigid and semi-rigid connections can have in the optimization Of the sections of the structure.