Metodologia

No presente trabalho serão modeladas numericamente, no pacote computacional, diversas tipologias de pórticos com consideração do comportamento da ligação entre elementos de viga e de pilar, simulando o comportamento das ligações quanto à rigidez em: rígidas (representadas por engastes) e semirrígidas (representadas por molas) sendo que, para este último caso, serão inseridos os valores de rigidez obtidos experimentalmente e parcelas deste valor. Desta forma, será possível avaliar a influência da rigidez da ligação quando aplicada a edifícios de múltiplos pavimentos, levando em consideração as cargas de projeto prescritas em norma, o dimensionamento dos elementos mistos, (viga, pilar e lajes) e outros fatores importantes considerados na fase de projeto.

Tendo em mente os objetivos descritos no item anterior, foi adotada seguinte metodologia:

1) revisão bibliográfica contemplando os elementos mistos de aço e concreto e sua abordagem normativa, o comportamento de ligações viga-pilar e a estabilidade global sob o ponto de vista da ABNT NBR 8800:2008.

2) desenvolvimento de planilhas eletrônicas para dimensionamento/verificação de pilares e vigas mistas de aço e concreto. Estas planilhas permitiram agilidade na escolha das seções mistas que atendiam aos estados limites últimos e de serviço aplicáveis a cada um dos elementos mistos considerados.

3) inserção dos elementos mistos já dimensionados em pórticos planos e tridimensionais para análise estrutural.

4) aplicação de rigidez de ligação viga-pilar determinada experimentalmente em diversos pórticos planos e tridimensionais. No caso do pórtico plano, inserção de diversos valores de rigidez e posterior avaliação das distribuições de esforços e da estabilidade. Para o pórtico tridimensional, consideração das seguintes situações: ligação rígida e ligação semirrígida; neste último caso será utilizada a rigidez determinada experimentalmente. A determinação experimental da rigidez foi feita em trabalho anterior e apenas os detalhes mais relevantes desta determinação serão aqui descritos.

5) em ambas as situações, pórticos planos e tridimensionais, diversas alturas foram analisadas e, com isso, foi possível avaliar da influência da rigidez para os diversos pórticos planos e tridimensionais estudados.

No caso do pórtico plano, foi adotado um pórtico plano adaptado de Bellei et al. (2008); e posteriormente foram analisados modelos tridimensionais. Com isto, foi possível avaliar os resultados dos dois tipos de análise, plana e tridimensional, esforços e deslocamentos decorrentes de cada uma destas análises.

As etapas necessárias ao desenvolvimento do trabalho, descritas há pouco, são sintetizadas no fluxograma da Figura 1.7.

Figura 1.7 - Fluxograma das principais etapas do presente estudo

Após a etapa de revisão, foi apresentado o problema estudado. O trabalho foi realizado utilizando resultados experimentais do comportamento Momento vs. Rotação de um detalhe de ligação viga-pilar, obtidos anteriormente em estudos realizados pela orientadora deste trabalho. Tais resultados tiveram aplicação nas modelagens numéricas que foram elaboradas, visando avaliar a influência do comportamento da ligação na distribuição de esforços, e na estabilidade de pórticos planos e tridimensionais. Aqui vale destacar que a ligação avaliada experimentalmente tem comportamento semirrígido e alguns detalhes desta ligação são apresentados na Figura 1.8.

2º ETAPA– APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA

RESULTADOS DE ENSAIOS

BAIXA

DESLOCABILIDADE DESLOCABILIDADE MÉDIA DESLOCABILIDADE ALTA 5º ETAPA – ANÁLISE DE RESULTADOS

4º ETAPA–ANÁLISE DE ESTABILIDADE CLASSIFICAÇÃO DE DESLOCABILIDADE 3º ETAPA– MODELAGENS

NUMÉRICAS SOFTWARES

LIGAÇÕES RÍGIDAS E SEMIRRÍGIDAS TESES, DISSERTAÇÕES E ARTIGOS 1º ETAPA –PESQUISA

Figura 1.8 - Vista da ligação viga-pilar ensaiada por De Nardin (2007)

Fonte: De Nardin (2007)

A modelagem numérica para avaliação da influência do comportamento das ligações na estabilidade global dos edifícios de múltiplos pavimentos, foi realizada no pacote computacional SAP 2000® Versão 11, e consistiu na elaboração de modelos planos e tridimensionais nos quais foram inseridos todos os dados necessários à modelagem, como: características geométricas, comportamento e características mecânicas dos materiais, vinculações, forças aplicadas e ligações como engastes (simulando ligações rígidas) e molas (simulando ligações semirrígidas) entre os elementos viga-viga e viga-pilar. Neste último caso, foi considerada a rigidez previamente determinada experimentalmente por De Nardin (2007).

A fase de análise de resultados, consistiu em classificar tantos os pórticos planos quanto os tridimensionais quanto à estabilidade global, considerando parâmetros de referência existentes na ABNT NBR 8800:2008; nesta etapa foi possível avaliar a influência do grau de rigidez (K) na estabilidade global e na distribuição de esforços.

Mais uma vez cabe salientar que a ênfase do presente trabalho é o estudo da influência da rigidez das ligações no comportamento global de edifícios de múltiplos pavimentos.

Concluída a fase de análise estrutural, foi realizada a avaliação da influência do comportamento das ligações na análise da estabilidade global.

O presente trabalho tem algumas limitações descritas a seguir. As vigas foram consideradas de alma cheia com interação total, construção escorada e sem efeito de torção, e os pilares foram considerados retangulares, preenchidos, e sob flexo-compressão . O estudo teve como proposta a análise de pórticos planos e tridimensionais, o que possibilitou avaliar a influência do número de pavimentos. O total de modelos analisados é mostrado na Tabela 1.1.

Tabela 1.1 - Quadro-resumo dos pórticos estudados

Descrição dos modelos a serem estudados

Quantidade

Comportamento da ligação Total de _modelos Rígida Semi-rígidas

Pórtico plano com 10 pavimentos 1 3 4 Pórtico Tridimensional com 5 pavimentos 1 1 2 Pórtico Tridimensional com 10 pavimentos 1 1 2 Pórtico Tridimensional com 20 pavimentos 1 1 2

Total 10

Na Tabela 1.1, o pórtico plano com 10 pavimentos foi adaptado de Bellei et al. (2008), e analisado considerando: o valor experimental de rigidez rigidez, 1/3 e 2/3 do valor experimental de rigidez. Os pórticos tridimensionais foram elaborados especialmente para o presente estudo e serão detalhados no decorrer do trabalho.