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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3EHB2| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Modelagem numérica de pilares mistos tubulares circulares preenchidos com concreto de alta resistência |
| Authors: | Mariana da Conceicao Alcantara |
| First Advisor: | Rodrigo Barreto Caldas |
| First Referee: | Armando Cesar Campos Lavall |
| Second Referee: | Ricardo Hallal Fakury |
| Third Referee: | Roberval Jose Pimenta |
| Abstract: | A recente inclusão do concreto de alta resistência na norma brasileira ABNT NBR 6118:2014 tende a contribuir para sua ampla utilização, inclusive em estruturas mistas. Devido à desconsideração desse material pela norma ABNT NBR 8800:2008, entretanto, e mesmo por normas internacionais, novas pesquisas se tornam necessárias para vericar a inuência do acréscimo de resistência no comportamento de estruturas mistas de aço e concreto. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver um modelo de elementos nitos capaz de avaliar a capacidade resistente e o comportamento estrutural de pilares mistos constituídos por pers tubulares circulares de aço preenchidos com concreto de alta resistência. A análise numérica foi realizada a partir do programa comercial ABAQUS. Modelos matemáticos não lineares foram selecionados para descrever a relação entre a tensão e a deformação dos materiais, tendo sido incluído o efeito do connamento do concreto. Outros aspectos acerca do desenvolvimento do modelo numérico são descritos neste trabalho, entre eles, a discretização da malha de elementos nitos, a modelagem da interface entre o aço e o concreto e a simulação das condições de contorno e do carregamento. A validação do modelo de elementos nitos foi realizada a partir de resultados de ensaios de compressão centrada e excêntrica encontrados na literatura. Um estudo paramétrico foi conduzido com a nalidade de vericar a inuência de alguns parâmetros na capacidade resistente e no comportamento de pilares mistos tubulares circulares preenchidos com concreto de alta resistência, a saber: diâmetro e espessura da parede do perl de aço, índice de esbeltez reduzido do pilar misto e resistência à compressão do concreto. A capacidade resistente obtida numericamente nessa etapa foi comparada aos valores previstos pelas normas ABNT NBR 8800:2008, EN 1994-1-1:2004 e ANSI/AISC 360-16. Vericou-se que o modelo numérico subestimou a capacidade resistente dos pilares mistos preenchidos com concreto de alta resistência submetidos à compressão centrada possivelmente devido à elevada imperfeição inicial global adotada. As normas ABNT NBR 8800:2008 e ANSI/AISC 360-16, por outro lado, forneceram os maiores e menores valores de capacidade resistente, respectivamente. A inclusão do fator de redução da resistência do concreto no dimensionamento prescrito pela norma ABNT NBR 8800:2008, entretanto, tornou seus resultados mais seguros, próximos aos obtidos pela formulação da norma EN 1994-1-1:2004. |
| Abstract: | The recent inclusion of high-strength concrete in the Brazilian standard ABNTN BR6 118:2014 tends to contribute to its wide use, including composite structures. Due to the disregard of this material by ABNTN BR 8800:2008 and even by international standards, newer search be comes necessary to verify the influence of the increasing strength in the behavior of composite structures of steel and concrete. In this context, the objective of the present work was to develop a nite element model to evaluate the bearing capacity and structural behavior of composite columns consisting of circular steel tubes lled with high-strength concrete. The numerical analysis was carried out through ABAQUS commercial software. Nonlinear mathematical models were selected to describe the stress-strain diagram of the materials, which included the connement effect of concrete. Other aspects of the numerical model development are described in this work, including the discretization of the nite element mesh, the modeling of the interface between steel and concrete and the simulation of the boundary and loading conditions. The validation of the nite element model was performed from results of axial and eccentric compression tests found in the literature. A parametric study was conducted to verify the inuence of some parameters on the bearing capacity and behavior of high-strength concrete-lled steel tube circular columns, namely: steel tube diameter and thickness, relative slenderness and concrete compressive strength. The bearing capacity obtained numerically in this step was compared to the values predicted by ABNT NBR 8800:2008, EN 1994-1-1:2004 and ANSI/AISC 360-16. It was veried that the numerical model underestimated the axial capacity of the high-strength concrete-lled steel tube circular columns possibly due to the high member imperfection adopted. ABNT NBR 8800:2008 and ANSI/AISC360-16 standards provided the high stand lowest values of bearing capacity respectively. The inclusion of the concrete compressive strength reduction factor in the ABNT NBR 8800:2008 standard, made its results safer, close to those obtained by the formulation of EN 1994-1-1:2004. |
| Subject: | Engenharia de estruturas Método dos elementos finitos Concreto de alta resistência Colunas |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3EHB2 |
| Issue Date: | 26-Oct-2017 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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