Modelagem de Edificações com Multi-Pavimentos em Concreto Pré-Moldado. Joaquim E Mota

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Tomás Caldas Dreer
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1 Modelagem de Edificações com Multi-Pavimentos em Concreto Pré-Moldado. Joaquim E Mota

2 MOTIVAÇÃO A CRECENTE UTILIZAÇÃO DE ETRUTURA DO TIPO MULTI-PIO DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO ETUTURA TIPO EQUELETO OU RETICULADA ITEMA MAI UTILIZADO NO BRAIL Pilar Laje Viga

3 MOTIVAÇÃO Ligação D.M.F ELÁTICA ETRUTURA TIPO EQUELETO COMPORTAMENTO DA ETRUTURAL LIGAÇÃO ARTICULADA * A LIGAÇÃO VIGA-PILAR DO TIPO ARTICULADA É PREFERIDA PELA UA IMPLICIDADE PORÉM IMPÕE À ETRUTURA UMA EBELTEZ ELEVADA * O PILARE TRABALHAM, PARA AÇÕE HORIZONTAI, COMO PEÇA EM BALANÇO E A PARTIR DE 12M DE ALTURA A UA EÇÕE TRANVERAI PRECIAM TER DIMENÕE BEM MAIORE QUE A UTILIZADA EM ETRUTURA IMILARE MOLDADA NO LUGAR, DEVIDO AO ELEVADO MOMENTO NA BAE. * A ANÁLIE DA ETABILIDADE DETE TIPO DE ETRUTURA EXIGE FREQUENTEMENTE DO PROJETITA A CONIDERAÇÃO DA NÃO-LINEARIDADE FÍICA E GEOMÉTRICA.

4 MOTIVAÇÃO ALTERNATIVA DE ENRIJECIMENTO LIGAÇÃO COM NÚCLEO RÍGIDO LIGAÇÃO VIGA-PILAR RÍGIDA OU EMI-RÍGIDA DOUTORADO-EEC Prof Mounir El Debs ENFOQUE DA PEQUIA

5 MOTIVAÇÃO CONCEITUAÇÃO LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA MOMENTO FLETOR REPREENTAÇÃO DA LIGAÇÃO NO MODELO DE BARRA EFORÇO NORMAL CURVA FORÇAxDELOCAMENTO NA LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA HAVERÁ UM DELOCAMENTO RELATIVO ENTRE O ELEMENTO VINCULADO

6 MOTIVAÇÃO DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA RIGIDEZ DA LIGAÇÃO

7 MOTIVAÇÃO OUTRA PARTICULARIDADE DA ANÁLIE ETRUTURAL DE ETRUTURA PRÉ-MOLDADA O EFEITO DO TEMPO NO DIAGRAMA DE EFORÇO INTERNO DA ETRUTURA g 0 ( t= t 1) MONTAGEM DA VIGA ELEMENTO IOTÁTICO D.M.F t 1 + DIAGRAMA IOTÁTICO g 0 D.M.F ( t= t 2 ) EFETIVAÇÃO DA LIGAÇÃO t oo - - ELEMENTO HIPERETÁTICO + t 2 DIAGRAMA HIPERETÁTICO A VERIFICAÇÃO DA ETABILIDADE DA ETRUTURA NA DIVERA FAE TRANITÓRIA DE MONTAGEM.

8 MOTIVAÇÃO VERIFICA-E AIM UM CONIDERÁVEL GRAU DE DIFICULDADE VIVENCIADO PELO PROJETITA NA TAREFA DE GARANTIR EGURANÇA, BOM DEEMPENHO E CUTO COMPETITIVO PARA A ETRUTURA MULTI-PIO DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO. PODE-E DIZER QUE, ATUALMENTE, O PROJETITA DETE TIPO DE ETRUTURA E ENTE, DE CERTA FORMA, DEAMPARADO TANTO EM TERMO DE CRITÉRIO DE PROJETO COMO TAMBÉM DE FERRAMENTA COMPUTACIONAI.

9 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? Melhoria no desempenho da viga: redução de flecha e de momento fletor positivo. Viga Ligação K K pilarlig pilar 1 K lig 12E 1 1 K c H I pilar pilar M e 2 ql 12 r 3 ql 24E I VIABILIDADE c viga

10 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? Mlig/Me (%)... GRAU DE ENGATAMENTO X RIGIDEZ DA LIGAÇÃO G k M M * e E K c I L lig viga 3k 3k k

11 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? Me(KNxm)... Mlig/Me (%)... MOMENTO X ROTAÇÃO LINHA DA VIGA LIGAÇÃO PILAR PILAR+LIGAÇÃO H 4,0m I L 8,0m I pilar viga q 80kN/m E M K c pl lig 5,2110 2,60x10 3, m m kn/m 350kNxm 30MNxm / rad GRAU DE ENGATAMENTO X RIGIDEZ DA LIGAÇÃO (seção: 50cmx50cm) ,0 5,0 10,0 15,0 20,0 Rotação - Q (rad)x k

12 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? MOMENTO POITIVO X RIGIDEZ DA LIGAÇÃO M positivo k M pos ql 8 2 M *

13 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? Flecha (cm)... FLECHA NO MEIO DO VÃO X RIGIDEZ DA LIGAÇÃO 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, k f 4 5qL 384E I c viga * M L 8E I c 2 viga

14 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? (Le/H) Pilar... (Le/H)-Pilar x RIGIDEZ DA LIGAÇÃO 2,0 1,9 1,8 1,7 H 4,0m ;( altura do pilar) I L 8,0m ;( compriment o da viga) I viga E K pilar c lig 3,2610 1,0710 2,5 10 m m kn/ m 30MNxm / rad ( seção do pilar : 25cmx25cm) ( seção da viga protendida: 20cmx40cm) 2 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1, L e k E c I P pilar crit L e H

15 l LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? EBELTEZ DO PILAR X RIGIDEZ DA LIGAÇÃO L i e L I A e pilar pilar 100 k 8,97 64, k

16 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? H 4,0m;(altura do pilar) I L I pilar viga E Caso1: K Caso2: K q c v 2,1310 8,0m;(comprimento 2,6010 3,5410 lig lig m m 4 4 kn/m (seção do pilar : 40cmx40cm) (seção da viga protendida: 25cmx50cm) 40MPa) 30MNxm / rad ; e 0,50m excentricidade da ligação. 5MNxm / rad ; e 0,50m excentricidade da ligação. 90kN/m; (c arga vertical nas vigas) w 4kN/ m;(força horizontal vento) 2 (f da ck viga) Tabela 1 Grau de não-linearidade CF CF<2 ituação da Análise Estrutura muito esbelta. Inaceitável. 2<CF<4 Grau de Não -Linearidade Elevado 4<CF<10 Grau de Não- Linearidade Moderado CF>10 Análise Não-Linear dispensada.

17 CF.. LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? egurança à Flambagem x Número de Pavimentos 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 Caso 1 K=30MNxm/rad 5,0 4,0 3,0 2,0 1, Pavimentos

18 CF.. LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? egurança à Flambagem x Número de Pavimentos 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 Caso 2 K=5MNxm/rad 3,0 2,0 1, Pavimentos

19 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, VALE A PENA? Erro (%)... MODELO ETRUTURAL GRAU DE ENGATAMENTO [5% - 100%] ANÁLIE COMPARATIVA COM A OLUÇÃO DO PROGRAMA ANY -80,0-70,0-60,0-50,0-40,0-30,0 Linear NL-Gama-z NL-Modal -20,0-10,0 0, Grau de Engastamento(%)

20 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, CONCLUÕE Mlig/Me (%)... O grau de engastamento da ligação é um parâmetro que pode ser utilizado pelo projetista como referência para comparação de eficiência entre ligações. A contribuição da ligação semi-rígida na melhoria das condições de estabilidade cresce naturalmente com o aumento do grau de engastamento, mas cresce com taxas variáveis. GRAU DE ENGATAMENTO X RIGIDEZ DA LIGAÇÃO k

21 LIGAÇÃO EMI-RÍGIDA, CONCLUÕE Mlig/Me (%)... Contribuições significativas para a estabilidade global da estrutura acontecem mesmo para um grau de engastamento da ordem de 20%. As taxas de crescimento são bem elevadas até o nível de 50% de grau de engastamento. De 50% a 75% de grau de engastamento o crescimento da contribuição é moderado, de 75% a 90% o crescimento é baixo e a partir de 90% a ligação pode ser considerada como rígida. GRAU DE ENGATAMENTO X RIGIDEZ DA LIGAÇÃO k

22 QUAL É A RIGIDEZ DA LIGAÇÃO? MODELO REAL MODELO MECÂNICO MODELAÇÃO - COMPONENTE DE TRANFERÊNCIA DE FORÇA * Definir a geometria da ligação posição e direção dos componentes. * Calcular a rigidez,(constante de mola de cada componente), formulações teóricas ajustadas por resultados experimentais * Montar equação de equilíbrio do sistema. ETA TÉCNICA PERMITE O CÁLCULO ANALÍTICO DA RIGIDEZ DA LIGAÇÃO

23 QUAL É A RIGIDEZ DA LIGAÇÃO? d d d F F F d F DIPOIÇÃO DO COMPONENTE DE TRANFERÊNCIA DE CARGA d F matriz de rigidez vetor de deslocamentos vetor de cargas externas

24 QUAL É A RIGIDEZ DA LIGAÇÃO? O modelo mecânico apresenta uma formulação simples podendo ser implementada em ambiente confortável de planilha onde o projetista pode estudar a variação da rigidez da ligação com a alteração na posição, na direção e na rigidez dos componentes. Pode ir assim ajustando os componentes até conseguir a rigidez adequada para que a ligação possa desempenhar com eficiência na estrutura. CARACTERÍTICA DO MODELO MECÂNICO Componentes que têm sua linha de ação passante pelo (CE) não contribuem com a rigidez da lligação.

25 QUAL É A RIGIDEZ DA LIGAÇÃO? LIGAÇÃO RÍGIDA MÉTODO DO COMPONENTE

26 MÉTODO DO COMPONENTE BARRA INERIDA EFEITO DE PINO DO CHUMBADOR LIGAÇÃO

27 EXEMPLO LIGAÇÃO ENAIADA METRADO EEC

28 EXEMPLO

29 ANALÍTICO X EXPERIMENTAL Inclinação do Chumbador a Xce (m) RIGIDEZ K f 90 o 0,000 12,5 MN/rad 75 o 0,100 13,3 MN/rad 60 o 0,210 16,1 MN/rad 45 o 0,343 22,6 MN/rad 30 o 0,500 38,2 MN/rad Rigidez do Chumbador K1 (Pino) K2 (B- Inserida) BALDIERA 71MN/m 700 MN/m ENAIO: Kf=22,8 MNxm/rad

30 MODELAÇÃO DA ETRUTURA DE BARRA k k y k x j j y j x k k k j j j M F F M F F v u v u,,,, REPREENTAÇÃO DA LIGAÇÃO NO MODELO DE BARRA DA ETRUTURA LINHA DE AÇÃO DA REAÇÃO VERTICAL

31 NÃO LINEARIDADE FÍICA A NÃO LINEARIDADE FÍICA FOI TRATADA ATRAVÉ DO CONCEITO DE RIGIDEZ ECANTE E CONIDERADA NO MODELO DE CÁLCULO PELA REDUÇÃO DA RIGIDEZ BRUTA DA EÇÃO DO ELEMENTO. EI sec E c I

32 NÃO LINEARIDADE FÍICA PILARE

33 NÃO LINEARIDADE FÍICA PILARE-ELU

34 NÃO LINEARIDADE FÍICA RIGIDEZ ECANTE DE VIGA VIGA

35 NÃO LINEARIDADE FÍICA RIGIDEZ ECANTE DE VIGA (Crespo 2002-UP)

36 FAE CONTRUTIVA

37 EFEITO DO TEMPO Coeficiente de relaxação ou de evelhecimento ~ 0,80

38 EFEITO DO TEMPO

39 FLUXOGRAMA DE ANÁLIE

40 FLUXOGRAMA DE ANÁLIE

41 CONIDERAÇÕE FINAI EPERA-E QUE O CONTEÚDO APREENTADO HABILITE E ENCORAGE O PROJETITA DE ETRUTURA DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO PARA A UTILIZAÇÃO DA LIGAÇÃO VIGA-PILAR EMI-RÍGIDA COMO UMA ALTERNATIVA DE ENRIJECIMENTO E MELHORIA DE DEEMPENHO OBRETUDO DA ETRUTURA MULTI PIO.

42 CONIDERAÇÕE FINAI MINHA LINDA FORTALEZA, A CIDADE DA COPA, BEIJADA PELO EU VERDE MARE BRAVIO. OBRIGADO!!

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