Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Análise numérica do comportamento de uma ligação v...
Documento Mestrado
Área Estruturas de Concreto e Alvenaria
Data da defesa 12/12/2022
Autor GASPAR, William Max Cunha
Orientador KATAOKA, Marcela Novischi
Português
Título Análise numérica do comportamento de uma ligação viga-pilar típica de estruturas de concreto pré-moldado
Resumo
O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de ligações viga-pilar semirrígidas de estruturas pré-moldadas de concreto, sendo desenvolvida a simulação numérica de protótipos baseados em ensaios experimentais realizados anteriormente por outros pesquisadores. As simulações numéricas foram feitas com o auxílio do Software DIANA, cujas análises são desenvolvidas por meio do método de elementos finitos. As ligações são compostas por vigas e pilares de concreto pré-moldado e laje maciça de concreto armado moldada in loco. A tipologia de ligação é típica de estruturas pré-moldadas de concreto, sendo composta por vigas apoiadas em consolos com chumbadores e armadura de continuidade posicionada na parte superior para resistir aos esforços gerados pelo momento fletor negativo. Alguns parâmetros relacionados com a resistência da ligação foram analisados em um estudo paramétrico, dentre eles: a presença de graute na interface vertical entre o consolo e a parte inferior da viga e sua resistência, o diâmetro dos chumbadores, a altura da laje, a contribuição da armadura de continuidade e, também, a resistência do concreto moldado in loco. Os modelos simulados foram submetidos a um carregamento incremental centrado na base do pilar, a fim de representar as condições do ensaio experimental realizado. Para a análise numérica, foram obtidos dados que permitiram a construção de curvas momento-rotação e curvas força-deslocamento, com o intuito de avaliar e quantificar a rigidez da ligação e sua ductilidade e estabelecer comparativos com os modelos experimentais e analíticos. Por fim, foi feita a análise numérica da aplicação do modelo de ligação em estruturas de múltiplos pavimentos, bem como o estudo da estabilidade global da estrutura.
Palavras-chave Ligações viga-pilar; estruturas pré-moldadas de concreto; simulações numéricas; momento-rotação; força-deslocamento; estabilidade global

English
Title Numerical analysis of the behavior of a typical beam-column connection used in precast concrete structures
Abstract
The present work aims to study the behavior of beam-column semirigid connections in precast concrete structures, by developing a numerical simulation of prototypes based on experimental tests previously done by other researchers. The numerical simulations were done using Software DIANA, whose analyses are developed by using the finite element method. The connections are composed by precast concrete beams and columns and a solid slab in reinforced concrete casted in loco. The connection is typically used in precast concrete structures, consisting in beams supported by corbels with anchor bolts and a continuity reinforcement system in the upper part to resist the tension generated by the negative bending moment. Some of the parameters related to the connection resistance were analyzed through a parametric study, among them: the presence of grout on the vertical interface between the corbel and the inferior part of the beam and its resistance, the diameter of the anchor bolts, the slab thickness, the contribution of the continuity reinforcement and, also, the cast-in-place concrete strength. The simulation models were submitted to an incremental loading centered on the base of the column, in order to represent the conditions of the experimental analysis. Towards the numerical analysis, data was obtained for the purpose of developing moment-rotation curves and load-displacement curves, evaluating and quantifying the connection stiffness as well its ductility and establishing a comparison with experimental and analytical models. Lastly, a numerical analysis of a multi-story building using the beam-column connection in study was proposed and its structural global stability was assessed.
Keywords Beam-column connections; precast concrete structures; numerical simulations; moment-rotation; load-displacement; global stability.