Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Análise do comportamento estático de painéis plano...
Documento Doutorado
Área Mecânica das Estruturas
Data da defesa 05/08/1994
Autor XAVIER, Maria Angela Pereira
Orientador MANCINI, Eddie
Português
Título Análise do comportamento estático de painéis planos de edifícios altos utilizando a técnica contínua
Resumo
Apresenta-se neste trabalho um processo de análise, em regime elástico, de painéis planos de edifícios altos sujeitos à ação de cargas laterais e verticais, uniformemente distribuídas ao longo da altura da estrutura. Utiliza-se, para o desenvolvimento teórico, a técnica do meio contínuo, que consiste basicamente em considerar a rigidez dos elementos de conexão horizontais, lajes e vigas, distribuídas na altura. Consideram-se na análise: a influência das deformações axiais dos pilares; a influência da deformação por força cortante das barras e, também, a influência dos trechos rígidos (nós rígidos), que são as regiões de interseção entre vigas e pilares. As características geométricas de vigas e pilares podem apresentar mudanças em vários níveis da altura da estrutura. O trecho de painel compreendido entre dois níveis consecutivos, mantém sua rigidez constante e sob a ação apenas de cargas laterais, leva-se em conta a flexibilidade das fundações. Inicia-se a análise estudando-se o painel “pórtico”, segundo hipóteses de cálculo já usualmente adotadas nos processos de análise que utilizam a técnica do meio contínuo. Em seguida, com a utilização de uma hipótese noa, porém de eficiência já comprovada, chega-se ao “pórtico geral”. Este painel denomina qualquer painel plano de pilares verticais e vigas horizontais onde não se faz nenhuma restrição quanto ao tipo dos elementos verticais. Assim este modelo pode tratar painéis com prumadas verticais de pilares-parede e/ou pilares de pórtico, sem qualquer limitação relativas a seu posicionamento na estrutura. As condições de equilíbrio de cada painel são estabelecidas dentro dos conceitos de cálculo da teoria de segunda ordem, uma vez que se leva em conta a configuração deformada do painel. A carga crítica vertical de instabilidade global, é também determinada. O comportamento de cada painel fica expresso através de um sistema de equações diferenciais de terceira ordem, cuja solução é obtida através do método das diferenças finitas, com uso de computador. São apresentados, também, diversos exemplos numéricos de estruturas analisadas, que procuram ilustrar todo o potencial do processo de análise desenvolvido.
Palavras-chave Análise estrutural. Edifícios altos. Painéis planos. Técnica do meio contínuo

English
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Abstract
A process of analysis in elastic range for panels subject to the action of lateral and vertical loads uniformly distributed along the height is presented in this work. The continuous medium technique is utilized, for the theoretical development, which consists of considering the stiffness of the horizontal connection elements, beam and slabs, distributed along the height of the building. In the analysis are considered: the influence of axial displacement of the columns, the influence of shear deformation of the bars and the influence of finite dimensions of rigid joints. The geometric characteristics of the beam and columns can vary at several levels along the height. The part of panel situated between two consecutive levels must have constant stiffness. The flexibility of the foundations is taken into consideration in the structures composed of columns of high stiffness and subject to the action of lateral load only. The analysis is initiated studying the “frame” panel according to the usual continuous medium technique hypothesis. Next, utilizing an already verified new hypothesis the “general frame” is studied. This panel denominates any plane panel composed of vertical columns and horizontal beams. It is nor necessary to define the type of vertical elements thus, does this structural model permit to treat any panel composed of walls and/or columns without restriction of their position n the structure. The equilibrium conditions of each panel are established according to the second order theory since the deflected configuration of the panel is considerate. The critical vertical load of overall elastic instability can also be determined. The behavior of each panel is expressed by a system of differential equations of third order. The solution is found by the finite difference method. Several numerical examples for the studied structures are presented illustrating the structural analysis process developed in this work.
Keywords Continuous medium technique. Plane panels. Structural analysis. Tall buildings