Análise inelástica avançada de pórticos planos de aço considerando as influências do cisalhamento e de ligações semirrígidas

• Main Author: Renata Gomes Lanna da Silva
• Other Authors: Armando Cesar Campos Lavall
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2010
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/PASA-8HDH76

=== Conventional analysis of steel frames is usually carried out under the assumption that the beam-to-columns connections are either fully rigid or ideally pinned. However, most connections are of type semi-rigid and their behavior lies between these two extreme cases. The semi-rigid connections as well as several geometric and material nonlinearities, influence the bending moment distribution in beams and columns of structures. One way to account for all these effects in frame design is using an Inelastic Advanced Analysis. The objective of this work is to present a study of inelastic behaviour of semi-rigid steel frames using advanced analysis, taking into account the Brazilian code prescriptions for checking the strength limit state and serviceability conditions. Inelastic Advanced Analysis developed account for both geometric and material nonlinearities. A geometrically exact finite element formulation to consider material and geometric nonlinearities is presented. The formulation includes P-ä and P-Ä effects and shear strain of members through the Timoshenko theory. The distributed-plasticity analysis includes the spread of plasticity within the cross section and along the member length and residual stresses. Nonlinear spring elements are used to include connections and their behaviour is modelled using multilinearized momentrotation curves. Aiming to use adequately the program developed as a method of Inelastic Advanced Analysis, calibrations are made with the parameters of ABNT NBR 8800:2008. The examples presented are analyzed in order to demonstrate how the Inelastic Advanced Analysis can be used in designing of semi-rigid steel frames. === A analise convencional de estruturas de aco geralmente e realizada admitindo-se que as ligacoes viga-pilar sao perfeitamente rigidas ou idealmente rotuladas. No entanto, a maioria das ligacoes e do tipo semirrigida, cujo comportamento se situa entre esses dois casos extremos. As ligacoes semirrigidas, bem como as diversas nao linearidades, geometrica e do material, influenciam na distribuicao do momento fletor em vigas e pilares das estruturas. Uma forma de levar em conta todos esses efeitos no dimensionamento de porticos e atraves do uso de uma Analise Inelastica Avancada. O objetivo deste trabalho e apresentar um estudo do comportamento inelastico de porticos semirrigidos de aco utilizando a analise avancada, considerando-se as prescricoes da norma brasileira para analise quanto aos estados-limites ultimo e de servico. Para isso, desenvolve-se uma formulacao geometricamente exata, considerando-se ambas as nao linearidades, geometrica e do material. A nao linearidade geometrica inclui os efeitos P-¢ e P-Â e as deformacoes por cisalhamento nas barras atraves da teoria de Timoshenko. Para se considerar a nao linearidade do material utilizam-se os conceitos da plasticidade distribuida, que leva em conta o escoamento gradual do aco na secao transversal e ao longo do comprimento das barras e as tensoes residuais. Elementos de mola nao lineares sao usados para incluir as ligacoes, cujo comportamento e modelado atraves de curvas momento x rotacao multilinearizadas. Visando adequar o programa desenvolvido, para a sua utilizacao como um metodo de analise inelastica avancada, sao feitas calibracoes com os parametros de dimensionamento da ABNT NBR 8800:2008. Os exemplos apresentados sao analisados com o objetivo de demonstrar como a Analise Inelastica Avancada proposta pode ser usada no dimensionamento de estruturas de porticos semirrigidos de aco.