Documento | Mestrado |
Área | Estruturas de Concreto e Alvenaria |
Data da defesa | 25/07/2023 |
Autor | RUFATO, Thássia Dias Zanardo |
Orientador | KATAOKA, Marcela Novischi |
Português | |
Título | Análise numérica do comportamento de ligação viga-pilar com consolo metálico embutido em estruturas de concreto pré-moldado |
Resumo
A presente dissertação visa estudar o comportamento de uma ligação viga-pilar constituída principalmente por consolo metálico em¬butido e armaduras de continuidade. Foram desenvol-vidos dois modelos numéricos baseados no método dos elementos finitos: modelo PI e LI. O primeiro representa a análise do pilar isolado com o con¬solo, enquanto o modelo LI incorpora o arranjo completo de estudo, requerendo a adoção da dupla simetria devido às significativas dimensões. Os modelos foram validados com os ensaios experimentais de Bachega (2013) con¬siderando os diagramas força-deslocamento, força-defor¬mação e momento-rotação. Além disso, modelos analíticos foram utilizados para estimar a resistência, distribuição de tensões, momento resistente e rigidez da ligação. Os resultados indicaram que a ligação se classificou como semirrígida de resistência média, em concordância com a literatura. As simulações tam-bém resultaram em uma boa representati¬vidade do comportamento de ensaio, mesmo diante das limitações observadas. Por outro lado, os modelos analíticos incluí¬ram um forte conservado¬rismo em relação à simulação e aos ensaios. Com isso, uma análise paramétrica foi realizada, considerando: tensões de escoamento do consolo metálico, espaça¬mento entre estribos no pilar, taxa de aço das arma¬duras de continuidade, inclusão de estribos sobre o consolo, e adição de armaduras soldadas ao consolo. Os dois últimos parâmetros não se mostraram influentes no comportamento da ligação, enquanto o aumento da taxa de arma¬dura de continuidade promoveu as alterações mais signifi¬cativas no modelo numérico. Assim, conclui-se que o modelo proposto é uma ferramenta efici¬ente para a análise dessas ligações.
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Palavras-chave | estruturas de concreto pré-moldado; ligações viga-pilar; consolo metálico em¬butido; tarugos; modelagem numérica; comportamento estrutural, |
English | |
Title | Numerical analysis of the performance of beam-column connection using hidden steel corbel in precast concrete structures |
Abstract
This dissertation aims to study the performance of a beam-column connection primarily consisting of steel hidden connector and top continuous bars. Two numerical models based on the finite element method were developed: the PI and LI models. The first model represents the analysis of the isolated column with the corbel, while LI model incorporates the complete arrangement of the study, requiring the adoption of double symmetry due to significant dimensions. The models were validated using experimental tests conducted by Bachega (2013), considering force-displacement, force-strain, and moment-rotation diagrams. Additionally, analytical models were employed to estimate the connection's strength, stress distribution, moment resistance, and stiffness. The results indicated that the connection was classified as a medium-strength semi-rigid connection, consistent with the existing literature. The simulations also exhibited a good representation of the test performance, despite the observed limitations. On the other hand, the analytical models displayed a conservative behavior compared to both simulations and tests. Thus, a parametric analysis was performed, considering the yield stresses of the steel corbel connector, spacing between stirrups in the column, steel reinforcement ratio of the top continuous bars, inclusion of stirrups over the corbel, and addition of welded bars to the corbel. The last two parameters did not show significant influence on the connection performance, while increasing the continuity reinforcement ratio brought about the most significant changes in the numerical model. In conclusion, the proposed model is an efficient tool for analyzing such beam-column connections.
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Keywords | precast concrete structures; beam-column connections; hidden steel corbel; billet; numerical modeling; structural performance, |