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Tipo: Dissertação
Título: Modelagem numérica de uma ligação viga-pilar semirrígida em concreto pré-moldado utilizando cantoneiras soldadas na viga e no pilar
Autor(es): Carvalho, Felipe Melo
Orientador: Albuquerque, Augusto Teixeira de
Coorientador: Medeiros Júnior, Marcelo Silva
Palavras-chave em português: Ligação viga-pilar semirrígida;Cantoneiras soldadas;Método dos elementos finitos;Rigidez secante
Palavras-chave em inglês: Semi-rigid beam-to-column connection;Welded angle plates;Finite element method;Secant stiffness
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
Data do documento: 2025
Citação: CARVALHO, Felipe Melo. Modelagem numérica de uma ligação viga-pilar semirrígida em concreto pré-moldado utilizando cantoneiras soldadas na viga e no pilar. 2025. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil-Construção Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: Emestruturas pré-moldadas, a boa execução e o bom dimensionamento da ligação viga-pilar é essencial para termos uma boa estrutura. A determinação da rigidez desta ligação pode ser feita por métodos experimentais, analíticos ou numéricos. A utilização de métodos numéricos para analisar o desempenho de ligações viga-pilar é um método bastante eficiente para entender o comportamento dos componentes da ligação. A ligação viga-pilar estudada experimentalmente por Silva (2025) apresenta diversas particularidades, como a utilização de cantoneiras soldadas e o baixo valor de altura da viga. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho é realizar a modelagem numérica de uma ligação viga-pilar semirrígida em concreto pré-fabricado utilizando cantoneira soldada nas vigas e no pilar. Com o auxílio do software Abaqus, utilizando o método dos elementos finitos, foi realizada uma modelagem numérica. O modelo foi validado a partir da comparação com os resultados do ensaio experimental de referência, realizado por Silva (2025). Comparou-se a curva força-deslocamento, as curvas força-deformação para as barras de aço e cantoneiras, e a curva momento-rotação da ligação. Em relação aos deslocamentos f inais, a diferença percentual foi de 11,44%, enquanto para a rigidez secante tivemos 18,56%. Todas as curvas apresentaram comportamento semelhante com o ensaio experimental. Foi feita uma parametrização, alterando o valor do diâmetro da armadura de continuidade para os valores de 20, 16 e 12,5 mm. Observou-se que quanto menor o diâmetro a ligação vai se tornando mais flexível, perdendo a rigidez, apresentando redução de 39,29% da rigidez secante em comparação com do maior com menor diâmetro de barra. Foi feita a calibração da equação da NBR9062:2017 para determinar rigidez secante à flexão negativa em ligações viga-pilar com armadura de continuidade. Utilizando o modelo experimental como referência, obtivemos os parâmetros k e Led para a ligação, aplicou-se esses valores para determinar a rigidez com os diâmetros utilizados na parametrização e por fim comparou-se os resultados com os do método numérico. As diferenças entre estes foram baixas, ficando entre valores máximos de 20,41% até 3,52%. Sendo assim, as considerações para a modelagem numérica se mostraram eficientes para determinar o comportamento desta ligação, a parametrização foi eficaz e a calibração da equação também trouxe resultados satisfatórios.
Abstract: In precast concrete structures, the proper design and execution of the beam-to-column connection are essential to ensure overall structural performance. The determination of the stiffness of this connection can be carried out through experimental, analytical, or numerical methods. The use of numerical methods to analyze the performance of beam-to-column connections is highly efficient for understanding the behavior of the connection components. The beam-to-column connection experimentally investigated by Silva (2025) presents several particular characteristics, such as the use of welded angle plates and a relatively low beam height. Therefore, the main objective of this study is to perform a numerical modeling of a semi-rigid beam-to-column connection in precast concrete using welded angles at both the beams and the column. With the aid of the Abaqus software and employing the finite element method, a numerical model was developed and validated through comparison with the results of the reference experimental test. The analysis involved comparing the load–displacement curve, the load–strain curves for the reinforcing bars and angle plates, and the moment–rotation curve of the connection. Regarding the final displacements, the percentage difference was 11.44%, while for the secant stiffness the difference was 18.56%. All curves exhibited similar behavior to those obtained experimentally. Aparametric study was conducted by varying the diameter of the continuity reinforcement to 20 mm,16mm,and12.5 mm. It was observed that smaller bar diameters led to more flexible connections, resulting in reduced stiffness, with a decrease of 39.29% in secant stiffness between the largest and smallest bar diameters. The equation from NBR 9062:2017 was calibrated to determine the secant stiffness under negative bending in beam-to-column connections with continuity reinforcement. Using the experimental model as a reference, the parameters k and Led were obtained for the connection. These values were then applied to calculate the stiffness for the reinforcement diameters used in the parametric study, and the results were compared with those from the numerical method. The differences between both methods were small, ranging from a maximum of 20.41% to a minimum of 3.52%. Therefore, the numerical modeling assumptions proved to be effective in representing the behavior of this connection, the parametric analysis was consistent, and the equation calibration yielded satisfactory results.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84949
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/3677774011120244
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-8832-4194
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3720219051646169
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/2063895965535802
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DECC - Dissertações defendidas na UFC

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