Nesse item, será analisada a rigidez dos modelos numéricos desenvolvidos neste trabalho, segundo a classificação do critério da rigidez do EUROCODE 3 (2000).
Essa classificação, como discutido no capítulo 2, é baseada na capacidade resistente dos elementos estruturais, levando-se em conta o comportamento global da estrutura, sendo a rigidez das ligações definida como uma parcela da rigidez dos elementos conectados.
Os limites de classificação, segundo o critério de rigidez, das ligações rígidas, semi-rígidas e rotuladas, em função da rigidez inicial da ligação Sj,ini, são indicados na figura 6.10.
Figura 6.10: Limites para classificação das ligações viga-coluna de acordo com a rigidez– Fonte: EUROCODE 3 (2000).
Capítulo 6 – Comparação dos Resultados
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Na figura 6.10, cada região é delimitada pelas seguintes condições: 1 – Rígida: b b b ini , j L E I K S ≥ ⋅ ⋅ (6.4) 2 – Semi-rígida: todas as ligações situadas na zona 2 são classificadas como semi- rígidas. 3 – Rotulada: b b ini , j L E I 5 , 0 S ≤ ⋅ ⋅ (6.5) sendo
K
b = 8 para estruturas contraventadas;
K
b = 25 para estruturas não contraventadas.Todos os modelos numéricos analisados neste trabalho apresentaram rigidez inicial dentro dos limites de ligações semi-rígida ou rotulada tomando-se Kb = 8
(estruturas contraventadas). Considerando estruturas não contraventadas, Kb = 25, a
rigidez inicial de todos modelos numéricos estiveram abaixo do limite de semi-rigidez. Para as ligações com pilar de alma muito esbelta, observou-se que a ligação enquadra-se como rotulada, apresentando um pequeno ganho de rigidez inicial e aumento das rotações (figuras 6.11 e 6.12), quando considera-se a restrição da mesa do pilar.
Figura 6.11: Classificação dos modelos Mc4p2ch1 e Mc4p2ch2 na condição de mesa livre segundo o EUROCODE 3 (2000).
Capítulo 6 – Comparação dos Resultados
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Figura 6.12: Classificação do modelo Mc4p2ch2 (mesa livre e restringida) segundo o EUROCODE 3 (2000).
Em relação ao modelo Mc3p2ch2 (λw = 36,38), observou-se o mesmo comportamento dado pela figura acima, com a rigidez inicial da ligação, na condição de mesa livre e restringida, situando-se abaixo do limite de ligação semi-rígida.
Figura 6.13: Classificação dos modelos Mc2p2ch1 e Mc2p2ch2 na condição de mesa livre segundo o EUROCODE 3 (2000).
Capítulo 6 – Comparação dos Resultados
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Para as ligações com alma do pilar medianamente esbelta (modelos Mc2p2ch1 e Mc2p2ch2), a rigidez inicial, na condição de mesa livre, praticamente coincide com o limite de semi-rigidez, como indica a figura 6.13. Com a restrição da mesa, a rigidez inicial da ligação foi pouco superior a esse limite, sendo considerada como semi-rígida (figura 6.14).
Figura 6.14: Classificação do modelo Mc2p2ch2 na condição de mesa livre e restringida segundo o EUROCODE 3 (2000).
Figura 6.15: Classificação dos modelos Mc1p2ch1, Mc1p2ch2 e Mc1p2ch3 na condição de mesa livre segundo o EUROCODE 3 (2000).
Capítulo 6 – Comparação dos Resultados
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No caso dos modelos com alma do pilar pouco esbelta (Mc1p2ch1, Mc1p2ch2 e Mc1p2ch3), a rigidez inicial obtida caracteriza as ligações como semi-rígidas, como apresentado na figura 6.15.
Comparando-se as figuras 6.11 e 6.15, observa-se que a esbeltez da alma é um dos fatores determinantes para a previsão do grau de rigidez de ligações com chapa de topo na alma do pilar, para uma mesma espessura de chapa e diâmetro dos parafusos, proporcionando variação resistência e, rigidez das ligações.
A figura 6.16 ilustra o acréscimo na rigidez inicial, provocado pela restrição da mesa do pilar para o modelo Mc1p2ch2, correspondente, como já comentado no item 6.1, a aproximadamente duas vezes a obtida com a consideração de mesa livre.
Figura 6.16: Classificação do modelo Mc1p2ch2 na condição de mesa livre e restringida segundo o EUROCODE 3 (2000).
Para o modelo Mc1p3ch2, com parafusos de 22mm, o comportamento observado quanto à classificação do EUROCODE 3 (2000) foi praticamente idêntico ao apresentado nas figuras 6.15 e 6.16, em ambas as situações de possibilidade de deslocamentos da mesa do pilar.
Como já comentado no capítulo 2, é necessário salientar-se a importância da verificação da capacidade rotacional das ligações, quando do seu dimensionamento, uma vez que, como observado a partir dos resultados obtidos neste trabalho,
Capítulo 6 – Comparação dos Resultados
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determinadas configurações podem apresentar resistência adequada e comportamento típico de ligações semi-rígidas, porém com grande capacidade de deformação.
Além disso, os resultados obtidos mostraram que a alma do pilar pode, para determinadas configurações, não ser o componente crítico de resistência última da ligação, embora exerça papel preponderante na deformação do conjunto.
Diante disso, faz-se necessário o estudo de adaptações ao Método dos Componentes, de modo a poder-se levar em consideração a influência da alma e das eventuais restrições aos deslocamentos do flange da mesa, de modo a obter-se um modelo teórico confiável, para ligações com chapa de topo no eixo de menor inércia, que possibilite uma análise mais realista de seu comportamento momento–rotação e de sua influência na resposta global das estruturas.
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CONCLUSÕES
Ao longo de todo o texto deste trabalho procurou-se enfatizar duas questões de fundamental importância:
- o caráter preliminar deste estudo, na medida em que se trata de um tipo de ligação ainda pouco analisado, concebido como uma primeira etapa de um projeto cujos objetivos não podem ser limitados a uma única dissertação de mestrado, e
- a necessidade de desenvolvimento de uma etapa experimental, em busca da validação dos resultados obtidos numericamente.
Desse modo, este capítulo é dedicado não apenas à apresentação de conclusões, mas também de algumas considerações relativas ao desenvolvimento deste trabalho, aos resultados obtidos e às possibilidades e necessidades quanto ao prosseguimento e aprofundamento do estudo do comportamento estrutural de ligações com chapa de topo na direção do eixo de menor inércia do pilar.
Com este objetivo, o capítulo é estruturado em três seções, dedicadas à apresentação das considerações relativas: (i) à metodologia utilizada, em termos da modelação das ligações para análise pelo método dos elementos finitos; (ii) aos resultados obtidos por intermédio da análise numérica, em termos de representação de resultados previstos por modelos analíticos, bem como em termos de subsídios para uma futura etapa de análise experimental e (iii) às recomendações para o desenvolvimento de trabalhos futuros, em termos de refinamento da análise numérica, realização de análises experimentais e de desenvolvimento e/ou aperfeiçoamento de modelos analíticos.
Capítulo 7 – Considerações Finais 131