MÉÉÉTTTOOODDDOOO DDDEEE A …livros01.livrosgratis.com.br/cp029123.pdf · Aos Professores do...
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EEEEEEUUUFFFMMMGGG
111... LLLiiigggaaaçççõõõeeesss ssseeemmmiiirrrííígggiiidddaaasss
222... EEEssstttrrruuutttuuurrraaasss mmmeeetttááálll iiicccaaasss
333... CCCooonnnssstttrrruuuçççõõõeeesss mmmiiissstttaaasss aaaçççooo eee cccooonnncccrrreeetttooo
III ... EEEEEEUUUFFFMMMGGG IIIIII... TTTííítttuuulllooo (((sssééérrriiieee)))
““ AA ppeessqquuiissaa cciieennttííffiiccaa,, ppoorr mmeeiioo ddee mmeettooddoollooggiiaa rraacciioonnaall,, ppeerrmmiittee ddeesseennvvoollvveerr nnoovvooss ccaammiinnhhooss;;
ddeennttrree eelleess,, oo eessccoollhhiiddoo ppeelloo ppeessqquuiissaaddoorr éé sseemmpprree uumm ccaammiinnhhoo ddoo ccoorraaççããoo...... ””
((BBaasseeaaddoo eemm uumm PPrroovvéérrbbiioo TTaaooííssttaa))
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NNNaaasss hhhooorrraaasss dddeee eeexxxuuulll tttaaaçççãããooo eee nnnooosss iiinnnsss tttaaannnttteeesss dddeee dddiii fff iiicccuuullldddaaadddeeesss,,,
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vvviii iii
AAGGRRAADDEECCIIMMEENNTTOOSS
AAggrraaddeeççoo aa DDeeuuss ppoorr mmaaiiss eessttaa ccoonnqquuiissttaa..
AAoo mmeeuu oorriieennttaaddoorr,, PPrrooffeessssoorr GGííllssoonn QQuueeiirroozz,, pprreeccuurrssoorr ddeessttee ttrraabbaallhhoo,, ppeellaass vvaalliioossaass lliiççõõeess ddee ccoommppeettêênncciiaa
eemm vváárriiooss mmoommeennttooss ddiiffíícceeiiss iinneerreenntteess aa uummaa ppeessqquuiissaa ddeessttee nníívveell ee,, pprriinncciippaallmmeennttee,, ppoorr tteerr aaccrreeddiittaaddoo eemm mmiimm
dduurraannttee ttooddoo oo tteemmppoo..
ÀÀ mmiinnhhaa ffaammíílliiaa,, eessppeecciiaallmmeennttee aaoo mmeeuu ppaaii JJooããoo ppeelloo aappooiioo iinnccoonnddiicciioonnaall ee ppeellaass lliiççõõeess ddee ssaabbeeddoorriiaa,, mmeeuuss
iirrmmããooss LLuucciiaannoo ee LLiinnccoollnn qquuee sseemmpprree eessttiivveerraamm aaoo mmeeuu llaaddoo,, aaoo TTiioo OOssvvaallddoo ee àà TTiiaa LLeenniinnhhaa,, qquuee sseemmpprree
eessttiivveerreerraamm pprreesseenntteess.. AAggrraaddeecciimmeennttoo eessppeecciiaall aaoo DDrr.. MMaarrcceelloo ddee MMeelloo MMaacchhaaddoo LLooppeess ppeellaa pprreecciioossaa
ccoonnttrriibbuuiiççããoo,, ddee vvaalloorr iinneessttiimmáávveell,, dduurraannttee aa ffaassee ffiinnaall ddaa eellaabboorraaççããoo ddaa TTeessee..
AAooss PPrrooffeessssoorreess ddoo DDEEEESS,, eemm eessppeecciiaall aaoo PPrrooff.. RRiiccaarrddoo HH.. FFaakkuurryy,, PPrrooff.. FFrraanncciissccoo CC.. RRooddrriigguueess,, PPrrooff.. EEddggaarr
VV.. MMaannttiillllaa CCaarrrraassccoo ee PPrrooff.. RRaammoonn PP.. ddaa SSiillvvaa,, ppeellaass ccoonnttrriibbuuiiççõõeess iimmppoorrttaanntteess eemm ffaasseess ddeecciissiivvaass..
AAooss ffuunncciioonnáárriiooss ddoo LLAAEEEESS,, eemm eessppeecciiaall aaoo EErriikk ee aaoo HHiiddeellbbrraannddoo,, qquuee ffoorraamm ffuunnddaammeennttaaiiss ppaarraa oo aannddaammeennttoo
ee ffiinnaalliizzaaççããoo ddee ttooddooss ooss eennssaaiiooss rreeaalliizzaaddooss nneessttaa ppeessqquuiissaa..
AAooss ffuunncciioonnáárriiooss ddoo DDEEEESS,, eemm eessppeecciiaall àà IInnêêss,, PPaattrríícciiaa ee LLuuccííoollaa ((SSeeccrreettaarriiaa ddoo CCuurrssoo ddee PPóóss--GGrraadduuaaççããoo)),,
FFááttiimmaa ee RReennaattaa ((SSeeccrreettaarriiaa ddoo DDEEEESS)),, ee ffuunncciioonnáárriiooss ddaa EEEEUUFFMMGG,, eemm eessppeecciiaall àà MMaarriiaa JJoosséé ((SSeeççããoo ddee
CCoommpprraass)) ee GGeerraallddaa ((SSeeççããoo ddee CCoonnttaabbiilliiddaaddee)),, ppeellaa ddiissppoossiiççããoo ee ppoorr sseemmpprree tteerreemm ssiiddoo ssoollíícciittaass nnaa uuttiilliizzaaççããoo
ddooss rreeccuurrssooss ddaa EEssccoollaa..
ÀÀ eemmpprreessaa CCOODDEEMMEE EEnnggeennhhaarriiaa SS..AA..,, ppeelloo ssuuppoorrttee ffiinnaanncceeiirroo iinntteeggrraall ppaarraa ooss eennssaaiiooss ddaass lliiggaaççõõeess
ppaarraaffuussaaddaass,, ee ppoorr vviiaabbiilllliizzaarr aa rreeaalliizzaaççããoo ddooss eennssaaiiooss ddee nnóóss mmiissttooss,, ccoomm aatteennççããoo eessppeecciiaall ppaarraa oo EEnngg..
RRoobbeerrvvaall JJ.. PPiimmeennttaa,, CCoonnssuullttoorr TTééccnniiccoo,, qquuee mmee iinniicciioouu nnoo ccáállccuulloo eessttrruuttuurraall ee ppeerrmmiittiiuu mmeeuu aacceessssoo aaoo aacceerrvvoo
ddaa eemmpprreessaa,, ee ppaarraa ooss ccoollaabboorraaddoorreess ddaa FFáábbrriiccaa,, GGeerreennttee DDaallttoonn,, SSuubb--GGeerreennttee VVaarroonniill ee CCoooorrddeennaaddoorr MMooiissééss
TTeeoobbaallddoo,, ppeellaass lliiççõõeess ddee iinniicciiaattiivvaa ee eeffiicciiêênncciiaa..
AAoo EEnngg.. SSííllvviioo VV.. CChhaavveess,, GGeerreennttee ddee EEnnggeennhhaarriiaa ddaa UUSSIIMMIINNAASS MMEECCÂÂNNIICCAA SS..AA..,, qquuee iinncceennttiivvoouu ee ddeeuu oo
iimmppuullssoo iinniicciiaall ppaarraa eessttee ttrraabbaallhhoo..
ÀÀ ttooddaass aass ppeessssooaass aammiiggaass qquuee mmee aajjuuddaarraamm aa rreeaalliizzaarr eessttee ttrraabbaallhhoo,, eemm eessppeecciiaall àà EEnnggaa.. VVaanneessssaa HH.. SSeevviillllaa
PPiirreess ((CCOODDEEMMEE..)) ee aaoo EEnnggoo.. PPaauulloo TTeelllleess HHoorrttaa ((PPoollllaarriiss EEnnggeennhhaarriiaa)),, sseemmpprree ssoollíícciittooss ee ppoorr tteerreemm ddaaddoo ttooddoo
oo ssuuppoorrttee nneecceessssáárriioo jjuunnttoo aaoo pprrooggrraammaa ccoommppuuttaacciioonnaall..
AAooss ffuunncciioonnáárriiooss ee mmoonniittoorreess ddoo LLAAMMEECC,, eemm eessppeecciiaall aaoo EElliieezzeerr,, ppeelloo aauuxxíílliioo ccoommppuuttaacciioonnaall..
ÀÀ FFuunnddaaççããoo ddee AAmmppaarroo àà PPeessqquuiissaa ddee MMiinnaass GGeerraaiiss,, FFAAPPEEMMIIGG,, ppeelloo ssuuppoorrttee ffiinnaanncceeiirroo ddaaddoo aaoo pprroojjeettoo ddee
ppeessqquuiissaa ppaarraa aa ccoommpprraa ddooss pprroottóóttiippooss ddooss eennssaaiiooss ddee nnóóss mmiissttooss,, sseegguunnddaa eettaappaa eexxppeerriimmeennttaall ddeessttee ttrraabbaallhhoo..
HHHooommmeeennnaaagggeeemmm eeessspppeeeccciiiaaalll aaaooo PPPrrrooofffeeessssssooorrr HHHooorrraaaccciiiooo HHHeeelllmmmaaannn ((( iiinnn mmmeeemmmooorrriiiaaannn)))
pppeeelllaaa lll iiiçççãããooo dddeee vvviiidddaaa eee aaattteeennnçççãããooo dddiiissspppeeennnsssaaadddaaa ddduuurrraaannnttteee aaa fffaaassseee iiinnniiiccciiiaaalll dddaaa
eeelllaaabbbooorrraaaçççãããooo dddaaa TTTeeessseee dddeee DDDooouuutttooorrraaadddooo dddeee LLLuuuccciiieeennneee AAAnnnttt iiinnnooossssss iii CCC... dddaaa MMMaaatttaaa...
MMMaaarrrçççooo///222000000000 ––– DDDEEEMMMEEETTT///EEEEEEUUUFFFMMMGGG
TTrreecchhoo rreettiirraaddoo ddoo lliivvrroo
““AA ÚÚllttiimmaa GGrraannddee LLiiççããoo –– OO SSeennttiiddoo ddaa VViiddaa””
MMiittcchh AAllbboomm
EEddiittoorraa SSeexxttaannttee –– 1111aa.. EEddiiççããoo,, 11999977..
((......))
-- OOuuvvii uummaa hhiissttoorriinnhhaa lliinnddaa oouuttrroo ddiiaa –– ddiizz MMoorrrriiee.. –– FFeecchhaa ooss oollhhooss ppoorr uumm
mmoommeennttoo ee eeuu eessppeerroo..
-- ÉÉ aa hhiissttóórriiaa ddee uummaa oonnddaazziinnhhaa ssaallttiittaannddoo nnoo oocceeaannoo,, ddiivveerrttiinnddoo--ssee aa vvaalleerr..
EEssttáá aapprreecciiaannddoo oo vveennttoo ee oo aarr ffrreessccoo –– aattéé qquuee ddáá ccoomm aass oouuttrraass oonnddaass nnaa
ffrreennttee,, aarrrreebbeennttaannddoo--ssee nnaa pprraaiiaa..
-- ““MMeeuu DDeeuuss,, qquuee ccooiissaa hhoorrrríívveell!!”” ,, ddiizz aa oonnddaazziinnhhaa.. ““ÉÉ iissssoo qquuee vvaaii aaccoonntteecceerr
ccoommiiggoo!!””
AAíí cchheeggaa aa oouuttrraa oonnddaa.. VVêê aa pprriimmeeiirraa,, qquuee eessttáá ttrriissttee,, ee ppeerrgguunnttaa:: -- ““PPoorr qquuee
eessttáá ttrriissttee??””
-- ““VVooccêê nnããoo eessttáá eenntteennddeennddoo””,, ddiizz aa pprriimmeeiirraa oonnddaa,, ““VVaammooss ttooddaass aarrrreebbeennttaarr!!
NNóóss ttooddaass vvaammooss aaccaabbaarr eemm nnaaddaa!! NNããoo éé hhoorrrríívveell??””
RReessppoonnddee aa sseegguunnddaa oonnddaa:: -- ““NNããoo,, vvooccêê éé qquuee nnããoo eessttáá eenntteennddeennddoo.. VVooccêê nnããoo éé
uummaa oonnddaa,, vvooccêê éé ppaarrttee ddoo oocceeaannoo..””
SSoorrrriioo.. MMoorrrriiee ttoorrnnaa aa ffeecchhaarr ooss oollhhooss..
-- PPaarrttee ddoo oocceeaannoo –– ddiizz.. –– PPaarrttee ddoo oocceeaannoo..
FFiiccoo oollhhaannddoo aa rreessppiirraaççããoo ddeellee,, iinnssppiirraannddoo,, eexxppiirraannddoo,, iinnssppiirraannddoo,, eexxppiirraannddoo......
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SSUUMMÁÁRRIIOO
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LLLIIISSSTTTAAA DDDEEE TTTAAABBBEEELLLAAASSS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... xxxxxxvvv
RRREEESSSUUUMMMOOO ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... xxxxxxvvviiiiii
AAABBBSSSTTTRRRAAACCCTTT ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... xxxxxxvvviiiiii iii
111 IIINNNTTTRRROOODDDUUUÇÇÇÃÃÃOOO ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 111
11..11 CCoonnssiiddeerraaççõõeess ssoobbrree LLiiggaaççããoo ee NNÓÓ .......................................................................................................................................... 333
11..22 CCuurrvvaass MMoommeennttoo--RRoottaaççããoo ((MM--θθ)) ppaarraa LLiiggaaççõõeess eemm GGeerraall .............................................................. 444
11..22..11 RRiiggiiddeezz .................................................................................................................................................................................................................... 666
11..22..22 RReessiissttêênncciiaa .......................................................................................................................................................................................................... 888
11..22..33 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo .................................................................................................................................................................. 999
11..33 NNÓÓSS MMIISSTTOOSS ee LLiiggaaççõõeess MMiissttaass ........................................................................................................................................................ 999
11..44 VVaannttaaggeennss ddaa UUttiilliizzaaççããoo ddaass LLiiggaaççõõeess MMiissttaass ...................................................................................................... 111000
11..55 LLiimmiittaaççõõeess ee RReeccoommeennddaaççõõeess ppaarraa oo uussoo ddee LLiiggaaççõõeess MMiissttaass .................................................... 111000
11..66 TTiippooss ddee LLiiggaaççõõeess MMiissttaass AAççoo ee CCoonnccrreettoo .................................................................................................................... 111333
222 RRREEEVVVIIISSSÃÃÃOOO BBBIIIBBBLLLIIIOOOGGGRRRÁÁÁFFFIIICCCAAA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 111999
22..11 CCoommppoorrttaammeennttoo ddooss CCoommppoonneenntteess BBáássiiccooss ddaass LLiiggaaççõõeess MMiissttaass ........................................ 111999
22..11..11 LLaarrgguurraa eeffeettiivvaa ddaa llaajjee ddee ccoonnccrreettoo nnaa rreeggiiããoo ddee mmoommeennttoo nneeggaattiivvoo ............ 222111
22..11..22 BBaarrrraass ddaa aarrmmaadduurraa eennvvoollvviiddaass ppeelloo ccoonnccrreettoo ((ccoomm ““TTeennssiioonn
SSttiiffffeenniinngg””)) ........................................................................................................................................................................................................
222111
22..11..22..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo .................................................................................................................................................................. 222222
22..11..22..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa.................................................................................................................................................................. 222222
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22..11..22..33 CCaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo .................................................................................................................................. 222222
22..11..33 CCoonneeccttoorreess ddee cciissaallhhaammeennttoo ................................................................................................................................................ 222888
22..11..33..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo .................................................................................................................................................................. 222888
22..11..33..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa.................................................................................................................................................................. 222999
22..11..33..33 CCaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo .................................................................................................................................. 222999
22..11..44 LLiiggaaççããoo ppaarraaffuussaaddaa eennttrree aa mmeessaa iinnffeerriioorr ee aa ccaannttoonneeiirraa ................................................ 333111
22..11..44..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo .................................................................................................................................................................. 333222
22..11..44..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa.................................................................................................................................................................. 333333
22..11..44..33 CCaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo .................................................................................................................................. 333444
22..11..55 LLiiggaaççããoo ppaarraaffuussaaddaa ddaa aallmmaa ddaa vviiggaa.................................................................................................................... 333444
22..11..55..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo .................................................................................................................................................................. 333444
22..11..55..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa.................................................................................................................................................................. 333777
22..11..55..33 CCaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo .................................................................................................................................. 333999
22..11..66 RReessuummoo ddooss ccoommppoonneenntteess ........................................................................................................................................................ 333999
22..22 CCoommppoorrttaammeennttoo ddaass LLiiggaaççõõeess MMiissttaass ................................................................................................................................ 444000
22..22..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ((rreellaaççããoo MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo)) ............................................................................................ 444222
22..22..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa aa mmoommeennttoo ........................................................................................................................................ 444444
22..22..33 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo ddiissppoonníívveell ((θθddiiss)) ................................................................................................................ 444555
22..33 AAnnáálliissee ddee SSiisstteemmaass IInnddeessllooccáávveeiiss ccoomm LLiiggaaççõõeess MMiissttaass .................................................................... 444555
22..33..11 CCoonnssiiddeerraaççõõeess ggeerraaiiss ........................................................................................................................................................................ 444555
22..33..22 AAnnáálliisseess eelláássttiiccaa ee rrííggiiddoo--pplláássttiiccaa .............................................................................................................................. 444666
22..33..33 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ((θθnneecc)) ............................................................................................................ 555111
22..33..44 IInnfflluuêênncciiaa ddaa iinntteerraaççããoo ppaarrcciiaall ee ddoo pprroocceessssoo ddee ccoonnssttrruuççããoo nnaa rroottaaççããoo
nneecceessssáárriiaa ............................................................................................................................................................................................................
555555
22..33..55 IInntteerraaççããoo mmoommeennttoo fflleettoorr –– ffoorrççaa ccoorrttaannttee ................................................................................................ 555888
22..33..66 FFllaammbbaaggeemm ppoorr ddiissttoorrççããoo........................................................................................................................................................ 555888
22..44 AAnnáálliissee ddee SSiisstteemmaass DDeessllooccáávveeiiss ccoomm LLiiggaaççõõeess MMiissttaass .......................................................................... 555999
22..44..11 CCoonnssiiddeerraaççõõeess ggeerraaiiss ........................................................................................................................................................................ 555999
22..44..22 CCoonnssiiddeerraaççõõeess ssoobbrree ccaarrrreeggaammeennttoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa,, ddeessccaarrrreeggaammeennttoo,,
ccaarrrreeggaammeennttoo eemm sseennttiiddoo ooppoossttoo ee rreeccaarrrreeggaammeennttoo ..................................................................
666111
22..44..22..11 AApplliiccaaççããoo ddee MM((++)) aa ppaarrttiirr ddoo ssiisstteemmaa ddeessccaarrrreeggaaddoo oorriiggiinnaall ...................... 666111
22..44..22..22 DDeessccaarrrreeggaammeennttoo ddee MM((--))............................................................................................................................................ 666111
22..44..22..33 AAuummeennttoo aaddiicciioonnaall ddee MM((--)) ...................................................................................................................................... 666222
xxxiii
22..44..22..44 MMooddeelloo ddee RRIICCHHAARRDD ee RREEGGRRAA DDEE MMAASSIINNGG .................................................................................... 666333
22..44..33 EEnnssaaiiooss eexxppeerriimmeennttaaiiss ccoomm vvaarriiaaççããoo ddoo ccaarrrreeggaammeennttoo ........................................................ 666444
22..44..44 MMééttooddooss eexxiisstteenntteess ppaarraa aa aannáálliissee ddee ssiisstteemmaass ddeessllooccáávveeiiss ccoomm lliiggaaççõõeess
mmiissttaass ..........................................................................................................................................................................................................................
666555
22..44..44..11 MMééttooddoo ddaa rriiggiiddeezz sseeccaannttee ...................................................................................................................................... 666555
22..44..44..22 MMééttooddoo ddee CCHHRRIISSTTOOPPHHEERR && BBJJOORRHHOOVVDDEE ...................................................................................... 666666
22..44..44..33 PPrrooppoossttaa ddee LLEEOONN .................................................................................................................................................................. 666777
22..44..44..44 PPrrooppoossttaa ddee MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE...................................................................................................................... 666777
22..44..44..55 MMooddeelloo mmeeccâânniiccoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa .......................................................................................................... 666999
22..44..55 DDeeggeenneerraaççããoo ddaa rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ddaa lliiggaaççããoo ...................................................................................... 777111
22..44..66 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo ppaarraa ggaarraannttiirr mmeeccaanniissmmooss pplláássttiiccooss aassssoocciiaaddooss
aa ccaarrggaass vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss ......................................................................................................................................
777111
333 OOOBBBJJJEEETTTIIIVVVOOO EEE MMMEEETTTOOODDDOOOLLLOOOGGGIIIAAA ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 777222
33..11 OObbjjeettiivvoo ................................................................................................................................................................................................................................ 777222
33..22 MMeettooddoollooggiiaa .................................................................................................................................................................................................................... 777333
444 MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO DDDEEE AAANNNÁÁÁLLLIIISSSEEE PPPRRROOOPPPOOOSSSTTTOOO ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 777555
44..11 CCaammppoo ddee AApplliiccaaççããoo ee DDeessccrriiççããoo ddoo MMééttooddoo ........................................................................................................ 777555
44..11..11 CCaammppoo ddee aapplliiccaaççããoo .......................................................................................................................................................................... 777555
44..11..22 DDeessccrriiççããoo ddoo mmééttooddoo ........................................................................................................................................................................ 777555
44..11..22..11 FFaassee ddee ccoonnccrreettaaggeemm ........................................................................................................................................................ 777666
44..11..22..22 FFaassee ffiinnaall -- aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ...................................................................................................................................... 777777
44..11..22..33 FFaassee ffiinnaall -- aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee vveennttoo ee nnoocciioonnaaiiss........................................................ 777999
44..11..22..44 RReeaaççõõeess ddee aappooiioo ...................................................................................................................................................................... 888222
44..22 FFuunnddaammeennttaaççããoo TTeeóórriiccaa............................................................................................................................................................................ 888222
44..22..11 NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo .................................................................................................................................. 888222
44..22..22 CCoommppoorrttaammeennttoo ddaa eessttrruuttuurraa –– eessttaaddoo lliimmiittee úúllttiimmoo ............................................................ 888333
44..22..33 CCoommppoorrttaammeennttoo ddaa eessttrruuttuurraa eemm sseerrvviiççoo .................................................................................................... 888999
44..22..44 SSíínntteessee ddoo ccoommppoorrttaammeennttoo ddaa eessttrruuttuurraa ........................................................................................................ 999000
44..33 FFuunnddaammeennttaaççããoo EExxppeerriimmeennttaall ...................................................................................................................................................... 999111
44..33..11 NNeecceessssiiddaaddee ddee eennssaaiiooss eexxppeerriimmeennttaaiiss ................................................................................................................ 999111
44..33..22 EEnnssaaiiooss ddaass lliiggaaççõõeess ppaarraaffuussaaddaass iinnffeerriioorreess ............................................................................................ 999111
xxxiiivvv
LLIISSTTAA DDEE SSÍÍMMBBOOLLOOSS
LLLEEETTTRRRAAASSS RRROOOMMMAAANNNAAASSS MMMAAAIIIÚÚÚSSSCCCUUULLLAAASSS
AA áárreeaa
AAaa áárreeaa ddaa sseeççããoo ddee aaççoo
AAcc áárreeaa ddaa sseeççããoo ddee ccoonnccrreettoo
AAccss áárreeaa ddaa sseeççããoo ttrraannssvveerrssaall ddoo ccoonneeccttoorr
AAss áárreeaa ddaa sseeççããoo ttrraannssvveerrssaall ddaa aarrmmaadduurraa lloonnggiittuuddiinnaall ddeennttrroo ddaa llaarrgguurraa eeffeettiivvaa
ddaa mmeessaa ddee ccoonnccrreettoo
BB11 ffaattoorr ddee aammpplliiffiiccaaççããoo ddee eessffoorrççooss ssoolliicciittaanntteess ddee 11aa.. oorrddeemm rreellaattiivvooss,, ccoomm ooss
nnóóss ddaa eessttrruuttuurraa ccoonnttiiddooss hhoorriizzoonnttaallmmeennttee
BB22 ffaattoorr ddee aammpplliiffiiccaaççããoo ddee eessffoorrççooss ssoolliicciittaanntteess ddee 11aa.. oorrddeemm rreellaattiivvooss àà
ttrraannssllaaççããoo ddooss NNÓÓSS
CC rreessuullttaannttee ddaass tteennssõõeess ddee ccoommpprreessssããoo,, ddiiââmmeettrroo ddoo ccoonneeccttoorr,, rriiggiiddeezz
rroottaacciioonnaall
CCbb ccooeeffiicciieennttee rreellaattiivvoo àà ffllaammbbaaggeemm llaatteerraall ppoorr ttoorrççããoo
CCmm ccooeeffiicciieennttee uussaaddoo nnaa fflleexxããoo ccoommppoossttaa
CCrreedd ffaattoorr ddee rreedduuççããoo ppaarraa aa rreessiissttêênncciiaa ddoo ccoonneeccttoorr
CC11 lliiggaaççããoo mmiissttaa aa bbaarrllaavveennttoo ddoo ppiillaarr ddeevviiddoo àà aapplliiccaaççããoo ddoo vveennttoo ++XX
CC22 lliiggaaççããoo mmiissttaa aa ssoottaavveennttoo ddoo ppiillaarr ddeevviiddoo àà aapplliiccaaççããoo ddoo vveennttoo ++XX
DDss ddiissttâânncciiaa ddoo cceennttrroo ddee ggrraavviiddaaddee ddoo ppeerrffiill mmeettáálliiccoo aaoo cceennttrroo ddee ggrraavviiddaaddee
ddaa aarrmmaadduurraa
EE mmóódduulloo ddee eellaassttiicciiddaaddee
EEAA rriiggiiddeezz aaxxiiaall
EEaa mmóódduulloo ddee eellaassttiicciiddaaddee ddoo aaççoo
EEcc mmóódduulloo ddee eellaassttiicciiddaaddee ddoo ccoonnccrreettoo
EEss mmóódduulloo ddee eellaassttiicciiddaaddee ddoo aaççoo ddaa aarrmmaadduurraa
EEccmm mmóódduulloo ddee eellaassttiicciiddaaddee sseeccaannttee ddoo ccoonnccrreettoo
EEII rriiggiiddeezz àà fflleexxããoo
xxxvvv
EEII((++)) rriiggiiddeezz àà fflleexxããoo ddaa vviiggaa mmiissttaa nnaa rreeggiiããoo ddee mmoommeennttoo ppoossiittiivvoo
FF ffoorrççaa,, aaççããoo
FFccrr tteennssããoo ccrrííttiiccaa ddee ffllaammbbaaggeemm
FFcc ffoorrççaa ddooss ccoonneeccttoorreess
FFii ffoorrççaa nnaa lliiggaaççããoo iinnffeerriioorr
FFrr ffoorrççaa nnaa aarrmmaadduurraa
FFss ffoorrççaa nnaa aarrmmaadduurraa
FFRR ffaattoorr ddee rreedduuççããoo ((00,,8855 aa 00,,9955))
GG mmóódduulloo ttrraannssvveerrssaall ddee eellaassttiicciiddaaddee
GGaa mmóódduulloo ttrraannssvveerrssaall ddee eellaassttiicciiddaaddee ddoo aaççoo
HH ffoorrççaa hhoorriizzoonnttaall,, ddiiââmmeettrroo ddaa ccaabbeeççaa ddoo ccoonneeccttoorr ddee cciissaallhhaammeennttoo
II mmoommeennttoo ddee iinnéérrcciiaa
IIaa mmoommeennttoo ddee iinnéérrcciiaa ddoo ppeerrffiill mmeettáálliiccoo
IITT ccoonnssttaannttee ddee ttoorrççããoo ddee SSaaiinntt VVeennaanntt ddaa sseeççããoo ddee aaççoo
KK rriiggiiddeezz rroottaacciioonnaall ddaa lliiggaaççããoo sseeccaannttee,, rriiggiiddeezz rroottaacciioonnaall ddaa lliiggaaççããoo iinniicciiaall,,
rriiggiiddeezz rroottaacciioonnaall ddaa lliiggaaççããoo iinnssttaannttâânneeaa,, ccooeeffiicciieennttee ddee ffllaammbbaaggeemm
KK11 rreellaaççããoo kkii –– KKpp
KKGG rriiggiiddeezz lliinneeaarr ddee ddeessccaarrrreeggaammeennttoo
KKGG rriiggiiddeezz lliinneeaarr ppaarraa ccaarrggaass ddee ggrraavviiddaaddee
KKLL rriiggiiddeezz lliinneeaarr ppaarraa ccaarrggaass ddee ggrraavviiddaaddee ccoomm aapplliiccaaççããoo ddoo vveennttoo
KKpp rriiggiiddeezz pplláássttiiccaa
KKLL ccoommpprriimmeennttoo eeffeettiivvoo ddee ffllaammbbaaggeemm
LL vvããoo,, ccoommpprriimmeennttoo,, aallttuurraa ddoo aannddaarr eennttrree cceennttrrooss ddaass vviiggaass
LLbb ccoommpprriimmeennttoo ddoo ttrraammoo ddeessttrraavvaaddoo ddaa vviiggaa bbiiaappooiiaaddaa
LLtt ccoommpprriimmeennttoo ddee ttrraannssmmiissssããoo oouu ddee iinnttrroodduuççããoo
LLxx ddiissttâânncciiaa eennttrree oo aappooiioo ddaa vviiggaa ee uummaa sseeççããoo ggeennéérriiccaa xx
LL11 ddiissttâânncciiaa ddaa eexxttrreemmiiddaaddee ddaa vviiggaa àà sseeççããoo ddee mmoommeennttoo nnuulloo
MM mmoommeennttoo fflleettoorr
MM((xx)) mmoommeennttoo fflleettoorr ddeevviiddoo aaoo ccaarrrreeggaammeennttoo rreeaall
MM11((xx)) mmoommeennttoo fflleettoorr ddeevviiddoo aaoo mmoommeennttoo uunniittáárriioo aapplliiccaaddoo nnaa sseeççããoo eexxttrreemmaa
MMaa rreessiissttêênncciiaa nnoommiinnaall ddaa vviiggaa ddee aaççoo aaoo mmoommeennttoo fflleettoorr
MMdd mmoommeennttoo fflleettoorr ddee ccáállccuulloo
MMddcc mmoommeennttoo ppoossiittiivvoo ddee ccáállccuulloo ppaarraa aa vviiggaa ccoomm aass dduuaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass
MMddcc’’ mmoommeennttoo ddee ccáállccuulloo ddaa vviiggaa bbiiaappooiiaaddaa
xxxvvviii
MMgg’’ mmoommeennttoo fflleettoorr ddeevviiddoo ààss aaççõõeess ddee ccáállccuulloo aapplliiccaaddaass aanntteess ddaa rreessiissttêênncciiaa ddoo
ccoonnccrreettoo aattiinnggiirr 00,,7755ffcckk
MMll mmoommeennttoo fflleettoorr ddeevviiddoo ààss aaççõõeess ddee ccáállccuulloo aapplliiccaaddaass aappóóss aa rreessiissttêênncciiaa ddoo
ccoonnccrreettoo aattiinnggiirr 00,,7755ffcckk
MMlltt mmoommeennttoo fflleettoorr ddee ccáállccuulloo,, oobbttiiddoo ppoorr aannáálliissee ddee pprriimmeeiirraa oorrddeemm,,
ccoorrrreessppoonnddeennttee aappeennaass aaoo eeffeeiittoo ddooss ddeessllooccaammeennttooss hhoorriizzoonnttaaiiss ddaa eessttrruuttuurraa
MMnntt mmoommeennttoo fflleettoorr ddee ccáállccuulloo,, ccoomm ooss NNÓÓSS ddaa eessttrruuttuurraa iimmppeeddiiddooss ddee ssee
ddeessllooccaarreemm hhoorriizzoonnttaallmmeennttee
MMppll mmoommeennttoo pplláássttiiccoo ttoottaall ddaa vviiggaa oouu ddaa lliiggaaççããoo
MMppll((++)) mmoommeennttoo pplláássttiiccoo ppoossiittiivvoo ddaa vviiggaa mmiissttaa
MMRRdd mmoommeennttoo fflleettoorr ppoossiittiivvoo rreessiisstteennttee ddee ccáállccuulloo
MMuuww rreessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa aa mmoommeennttoo ddaass ccaannttoonneeiirraass ddaa aallmmaa
MMuulliigg rreessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa aa mmoommeennttoo ddaa lliiggaaççããoo
MMww ppaarrcceellaa ddee mmoommeennttoo fflleettoorr ddee uummaa ccaannttoonneeiirraa ddaa aallmmaa
MMyy mmoommeennttoo ppoossiittiivvoo ccoorrrreessppoonnddeennttee aaoo iinníícciioo ddee eessccooaammeennttoo ddaa vviiggaa mmiissttaa
MM00 mmoommeennttoo ddee rreeffeerrêênncciiaa
MM((++)) mmoommeennttoo fflleettoorr ppoossiittiivvoo nnaa vviiggaa mmiissttaa
MM((--)) mmoommeennttoo fflleettoorr nneeggaattiivvoo nnaa vviiggaa mmiissttaa
NN ffoorrççaa nnoorrmmaall,, rreessuullttaannttee ddee tteennssõõeess nnoorrmmaaiiss,, ppaarrââmmeettrroo ddee ffoorrmmaa ddaa ccuurrvvaa ddee
RRiicchhaarrdd
NNcc rreessiissttêênncciiaa ddee ccáállccuulloo ddaa sseeççããoo ddee ccoonnccrreettoo àà ppllaassttiiffiiccaaççããoo ttoottaall ppeellaa ffoorrççaa
nnoorrmmaall
NNccrr ccaarrggaa ccrrííttiiccaa ddee ffllaammbbaaggeemm eelláássttiiccaa ppoorr fflleexxããoo
NNee ccaarrggaa ccrrííttiiccaa ddee ffllaammbbaaggeemm eelláássttiiccaa ppoorr fflleexxããoo
NNlltt ffoorrççaa nnoorrmmaall ddee ccáállccuulloo,, oobbttiiddaa ppoorr aannáálliissee ddee pprriimmeeiirraa oorrddeemm,,
ccoorrrreessppoonnddeennttee aappeennaass aaoo eeffeeiittoo ddooss ddeessllooccaammeennttooss hhoorriizzoonnttaaiiss ddaa eessttrruuttuurraa
NNnn vvaalloorr ddaa ffoorrççaa nnoorrmmaall ppaarraa oo qquuaall ssee aaddmmiittee mmoommeennttoo ddeevviiddoo àà iimmppeerrffeeiiççããoo
iinniicciiaall ddoo ppiillaarr iigguuaall aa zzeerroo
NNnntt ffoorrççaa nnoorrmmaall ddee ccáállccuulloo,, ccoomm ooss nnóóss ddaa eessttrruuttuurraa iimmppeeddiiddooss ddee ssee
ddeessllooccaarreemm hhoorriizzoonnttaallmmeennttee
NNss vvaalloorr ddaa ffoorrççaa nnoorrmmaall nnaa bbaarrrraa ddaa aarrmmaadduurraa nnaa sseeççããoo ddaa ffiissssuurraa
PPbbrr ccaarrggaass nnoocciioonnaaiiss
PPRRdd rreessiissttêênncciiaa ddee ccáállccuulloo ddee uumm ccoonneeccttoorr
PPrrkk rreessiissttêênncciiaa ccaarraacctteerrííssttiiccaa ddee uumm ccoonneeccttoorr
xxxvvviii iii
PPLL ccaarrggaa ccoonncceennttrraaddaa
QQ ccooeeffiicciieennttee rreellaattiivvoo àà ffllaammbbaaggeemm llooccaall
QQnn ssoommaattóórriioo ddaass rreessiissttêênncciiaass nnoommiinnaaiiss iinnddiivviidduuaaiiss ddooss ccoonneeccttoorreess ddee
cciissaallhhaammeennttoo eennttrree aa sseeççããoo ddee mmoommeennttoo mmááxxiimmoo ee aa sseeççããoo aaddjjaacceennttee ddee
mmoommeennttoo nnuulloo
RR ccaarrggaa ddee uumm ccoonneeccttoorr ddee cciissaallhhaammeennttoo,, ffoorrççaa eemm uumm ppaarraaffuussoo
RR11 ,, RRoo ffoorrççaass ddee rreeffeerrêênncciiaa ddee RRiicchhaarrdd
RRnn rreessiissttêênncciiaa nnoommiinnaall
RRuu ,, RRuulltt rreessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa
SS eessppaaççaammeennttoo eennttrree ppaarraaffuussooss nnaa ddiirreeççããoo ddaa ffoorrççaa;;
TT rreessuullttaannttee ddaass tteennssõõeess ddee ttrraaççããoo,, aallttuurraa mmíínniimmaa ddaa ccaabbeeççaa ddoo ccoonneeccttoorr ddee
cciissaallhhaammeennttoo
UU22 ffaattoorr ddee aammpplliiffiiccaaççããoo ddee eessffoorrççooss ssoolliicciittaanntteess ddee 11aa.. oorrddeemm rreellaattiivvooss àà
ttrraannssllaaççããoo ddooss nnóóss
UUDDLL ccaarrggaa ddiissttrriibbuuííddaa uunniiffoorrmmeemmeennttee
VV ffoorrççaa ccoorrttaannttee
VVhh ffoorrççaa ddee cciissaallhhaammeennttoo lloonnggiittuuddiinnaall ddoo ssiisstteemmaa mmiissttoo
VVppww rreessuullttaannttee ddaass ffoorrççaass ddee ttrraaççããoo oouu ddee ccoommpprreessssããoo nnaass dduuaass ccaannttoonneeiirraass
WW mmóódduulloo rreessiisstteennttee
WWuu ccaarrggaa ttoottaall
LLLEEETTTRRRAAASSS RRROOOMMMAAANNNAAASSS MMMIIINNNÚÚÚSSSCCCUUULLLAAASSS
y ddiissttâânncciiaa ddaa lliinnhhaa nneeuuttrraa ddaa sseeççããoo ppllaassttiiffiiccaaddaa aattéé aa ffaaccee ssuuppeerriioorr ddaa vviiggaa ddee
aaççoo
aa aallttuurraa ddaa ppaarrttee ccoommpprriimmiiddaa ddaa llaajjee ddee ccoonnccrreettoo,, ddiissttâânncciiaa eennttrree aass vviiggaass,,
ddiissttâânncciiaa ddaa ffaaccee ddoo eelleemmeennttoo ddee aappooiioo aattéé oo pprriimmeeiirroo ccoonneeccttoorr
aa’’ ddiissttâânncciiaa ddoo pprriimmeeiirroo ccoonneeccttoorr àà ffaaccee ddoo eelleemmeennttoo ssuuppoorrttee
aayy ddiissttâânncciiaa ddaa lliiggaaççããoo eessqquueerrddaa àà pprriimmeeiirraa sseeççããoo ccoomm mmoommeennttoo ddee eessccooaammeennttoo
bb llaarrgguurraa
bbyy ddiissttâânncciiaa ddaa lliiggaaççããoo eessqquueerrddaa àà sseegguunnddaa sseeççããoo ccoomm mmoommeennttoo ddee eessccooaammeennttoo
cc eessppeessssuurraa ddee ccoonnccrreettoo,, rriiggiiddeezz rroottaacciioonnaall
dd aallttuurraa ddaa sseeççããoo ddee aaççoo,, ddiiââmmeettrroo,, eessppeessssuurraa ddaa mmeessaa ccoommpprriimmiiddaa ddee ccoonnccrreettoo
xxxvvviii iii iii
ddbb ddiiââmmeettrroo ddooss ppaarraaffuussooss
dd11 ddiissttâânncciiaa ddoo cceennttrroo ddee ggrraavviiddaaddee ddaa sseeççããoo ddaa vviiggaa ddee aaççoo aattéé aa ffaaccee ssuuppeerriioorr
ddeessttaa vviiggaa
ddMM mmoommeennttoo fflleettoorr nnaa lliiggaaççããoo iinnssttaannttâânneeoo
ddpp ddiissttâânncciiaa ddoo cceennttrroo ddee ggrraavviiddaaddee ddaa ffôôrrmmaa àà ffaaccee ssuuppeerriioorr ddaa llaajjee
ee eexxcceennttrriicciiddaaddee,, bbrraaççoo ddee aallaavvaannccaa,, bbaassee ddooss llooggaarriittmmooss nneeppeerriiaannooss,, ddiissttâânncciiaa
ddoo cceennttrroo ddee ggrraavviiddaaddee ddaa ffôôrrmmaa àà ssuuaa ffaaccee iinnffeerriioorr
ee’’ bbrraaççoo ddee aallaavvaannccaa
eepp ddiissttâânncciiaa ddaa lliinnhhaa nneeuuttrraa ddaa ffôôrrmmaa àà ssuuaa ffaaccee iinnffeerriioorr
ff tteennssããoo rreessiisstteennttee
ffbbcckk rreessiissttêênncciiaa ccaarraacctteerrííssttiiccaa ddoo ccoonnccrreettoo àà ccoommpprreessssããoo bbiiaaxxiiaall
ffcc rreessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa ddoo ccoonnccrreettoo àà ccoommpprreessssããoo
ffcckk rreessiissttêênncciiaa ccaarraacctteerrííssttiiccaa ddoo ccoonnccrreettoo àà ccoommpprreessssããoo
fftt rreessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa ddoo ccoonnccrreettoo àà ttrraaççããoo
ffttkk rreessiissttêênncciiaa ccaarraacctteerrííssttiiccaa ddoo ccoonnccrreettoo àà ttrraaççããoo
ffccttmm rreessiissttêênncciiaa mmééddiiaa àà ttrraaççããoo ddoo ccoonnccrreettoo
ffuu lliimmiittee ddee rreessiissttêênncciiaa ddoo àà ttrraaççããoo ddooss aaççooss eessttrruuttuurraaiiss
ffuubb lliimmiittee ddee rreessiissttêênncciiaa ddoo àà ttrraaççããoo ddoo aaççoo ddoo ppaarraaffuussoo
ffyy lliimmiittee ddee eessccooaammeennttoo ddoo aaççoo
ffyyrr lliimmiittee ddee eessccooaammeennttoo ddaa bbaarrrraa ddee aarrmmaadduurraa
ggcc ggaabbaarriittoo ddee ffuurraaççããoo ddaa ccaannttoonneeiirraa
hh aallttuurraa ddaa aallmmaa
hhcc aallttuurraa ddee ccoonnccrreettoo aacciimmaa ddaa ffôôrrmmaa,, ddiimmeennssããoo ddaa sseeççããoo ddoo eelleemmeennttoo ddee aappooiioo
nnaa ddiirreeççããoo ppaarraalleellaa àà aarrmmaadduurraa
hhff aallttuurraa ddaa ffôôrrmmaa mmeettáálliiccaa
hhnn ddiissttâânncciiaa ddaa lliinnhhaa nneeuuttrraa pplláássttiiccaa aaoo cceennttrroo ddee ggrraavviiddaaddee ddaa sseeççããoo
hhpp vvaalloorr ccoorrrreessppoonnddeennttee aaoo ddoobbrroo ddaa aallttuurraa ddaa rreeggiiããoo ccoommpprriimmiiddaa ddaa aallmmaa,, ccoomm
aa sseeççããoo ppllaassttiiffiiccaaddaa ppeelloo mmoommeennttoo fflleettoorr,, sseemm ddeessccoonnttaarr aa aallttuurraa ddee ffiilleettee ddee
ssoollddaa ddee ccoommppoossiiççããoo
hhss aallttuurraa ddee cceennttrroo aa cceennttrroo ddaass mmeessaass ddaa vviiggaa ddee aaççoo
ii iinnffeerriioorr,, iinniicciiaall
kk rriiggiiddeezz rroottaacciioonnaall ddaa lliiggaaççããoo,, ccooeeffiicciieennttee ddeevviiddoo aaoo ddeeccrréésscciimmoo ddaa tteennssããoo ddee
ttrraaççããoo,, rriiggiiddeezz àà fflleexxããoo,, ssoommaa ddaa eessppeessssuurraa ddaa mmeessaa ccoomm oo rraaiioo ddee ccuurrvvaattuurraa,,
rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo
xxxiiixxx
kkcc rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ddoo ccoonnjjuunnttoo ddee ccoonneeccttoorreess nnaa rreeggiiããoo ddee mmoommeennttoo nneeggaattiivvoo
kkddeess rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ppaarraa ssiisstteemmaa ddeessllooccáávveell
kkii rriiggiiddeezz eelláássttiiccaa iinniicciiaall,, rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ddaa lliiggaaççããoo iinnffeerriioorr
kkiinndd rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ppaarraa ssiisstteemmaa iinnddeessllooccáávveell
kklliigg rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo
kksscc rriiggiiddeezz iinniicciiaall ddee uumm ccoonneeccttoorr oobbttiiddaa eemm eennssaaiioo
ll ccoommpprriimmeennttoo
nn nnúúmmeerroo ddee ccoonneeccttoorreess nnaa rreeggiiããoo ddee mmoommeennttoo nneeggaattiivvoo nneecceessssáárriiooss ppaarraa
ddeesseennvvoollvveerr aa rreessiissttêênncciiaa ddaass bbaarrrraass ddee aarrmmaadduurraa,, rreellaaççããoo mmoodduullaarr,, nnúúmmeerroo
ddee ppaarraaffuussooss,, ppaarrââmmeettrroo ddaa ccuurrvvaa ddee RRiicchhaarrdd
nn’’ nnúúmmeerroo ddee ccoonneeccttoorreess nnaa rreeggiiããoo ddee mmoommeennttoo nneeggaattiivvoo nneecceessssáárriiooss ppaarraa
ddeesseennvvoollvveerr aa rreessiissttêênncciiaa ddaass bbaarrrraass ddee aarrmmaadduurraa oouu nnúúmmeerroo rreeaall ddee
ccoonneeccttoorreess nneessttaa rreeggiiããoo,, oo qquuee ffoorr mmeennoorr
nnccss nnúúmmeerroo ddee ccoonneeccttoorreess ddee cciissaallhhaammeennttoo ppoorr nneerrvvuurraa
qq ccaarrggaa ddiissttrriibbuuííddaa
qqnn rreessiissttêênncciiaa nnoommiinnaall ddoo ccoonneeccttoorr
rr rraaiioo ddee ggiirraaççããoo
ss ddeesslliizzaammeennttoo rreellaattiivvoo ddoo ccoonneeccttoorr ddee cciissaallhhaammeennttoo,, ppaarrcceellaa ddee rreessiissttêênncciiaa aa
cciissaallhhaammeennttoo ddoo ccoonnccrreettoo
sscc eessppaaççaammeennttoo lloonnggiittuuddiinnaall ddooss ccoonneeccttoorreess
tt eessppeessssuurraa,, ppaarrcceellaa ddee rreessiissttêênncciiaa aa cciissaallhhaammeennttoo ddaa aarrmmaadduurraa ee ddaa ffôôrrmmaa
ttff eessppeessssuurraa ddaa mmeessaa
ttssdd ppaarrcceellaa ddee rreessiissttêênncciiaa aa cciissaallhhaammeennttoo ddaa ffôôrrmmaa
ttww eessppeessssuurraa ddaa aallmmaa
uucc ccaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo ddooss ccoonneeccttoorreess
uu’’cc eessccoorrrreeggaammeennttoo eennttrree aa llaajjee ee oo ppeerrffiill mmeettáálliiccoo nnaa ssiittuuaaççããoo ddee sseerrvviiççoo
uuii ccaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo iinnffeerriioorr
uu’’ii ddeessllooccaammeennttoo ddaa lliiggaaççããoo iinnffeerriioorr nnaa ssiittuuaaççããoo ddee sseerrvviiççoo
uurr ccaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo ddaa aarrmmaadduurraa
uu’’rr aalloonnggaammeennttoo ddaa aarrmmaadduurraa nnaa ssiittuuaaççããoo ddee sseerrvviiççoo
wwkk aabbeerrttuurraa aacceeiittáávveell ddaass ffiissssuurraass
xxnn ccoommpprriimmeennttoo ddee vviiggaa,, aa ppaarrttiirr ddoo aappooiioo,, ssuujjeeiittoo aa mmoommeennttoo nneeggaattiivvoo
yy ddiissttâânncciiaa ddaa aarrmmaadduurraa àà ffaaccee ssuuppeerriioorr ddaa vviiggaa ddee aaççoo
xxxxxx
yycc ddiissttâânncciiaa ddoo cceennttrroo ddee ggrraavviiddaaddee ddaa ppaarrttee ccoommpprriimmiiddaa ddaa sseeççããoo ddaa vviiggaa ddee
aaççoo aattéé ssuuaa ffaaccee ssuuppeerriioorr
yytt ddiissttâânncciiaa ddoo cceennttrroo ddee ggrraavviiddaaddee ddaa ppaarrttee ttrraacciioonnaaddaa ddaa sseeççããoo ddaa vviiggaa ddee aaççoo
aattéé ssuuaa ffaaccee iinnffeerriioorr
zz00 ddiissttâânncciiaa vveerrttiiccaall eennttrree oo cceennttrróóiiddee ddaa mmeessaa ccoommpprriimmiiddaa ddee ccoonnccrreettoo ee oo
cceennttrróóiiddee ddaa sseeççããoo mmiissttaa ((sseemm aarrmmaadduurraa))
LLLEEETTTRRRAAASSS GGGRRREEEGGGAAASSS
λ ppaarrââmmeettrroo ddee eessbbeelltteezz
∆∆ ddeessllooccaammeennttoo,, aalloonnggaammeennttoo
∆∆εε ssaallttoo ddee ddeeffoorrmmaaççããoo nnaa aarrmmaadduurraa
αα ccooeeffiicciieennttee qquuee ddeeffiinnee aa aallttuurraa ddaa rreeggiiããoo ccoommpprriimmiiddaa ddaa aallmmaa nnaa sseeççããoo
ppllaassttiiffiiccaaddaa,, rreellaaççããoo eennttrree pprroopprriieeddaaddeess ddaa sseeççããoo mmiissttaa ee ddaa sseeççããoo ddee aaççoo,,
ccooeeffiicciieennttee qquuee lleevvaa eemm ccoonnttaa oo eeffeeiittoo RRüüsscchh
ααcc ffaattoorr qquuee lleevvaa eemm ccoonnttaa aa ddiissttrriibbuuiiççããoo ddaass tteennssõõeess nnaa eessppeessssuurraa ddaa llaajjee ddee
ccoonnccrreettoo
ββ ccooeeffiicciieennttee qquuee lleevvaa eemm ccoonnttaa oo aappaarreecciimmeennttoo ee oo aauummeennttoo ddaa aabbeerrttuurraa ddaass
ffiissssuurraass,, ccooeeffiicciieennttee ppaarraa ddeetteerrmmiinnaaççããoo ddoo mmoommeennttoo fflleettoorr ppoossiittiivvoo
rreessiisstteennttee ddee ccáállccuulloo
εε ddeeffoorrmmaaççããoo,, ccooeeffiicciieennttee aauuxxiilliiaarr
εεssmmuu ddeeffoorrmmaaççããoo úúllttiimmaa ddaa aarrmmaadduurraa eennvvoollvviiddaa ppeelloo ccoonnccrreettoo
εεssmmyy ddeeffoorrmmaaççããoo ccoorrrreessppoonnddeennttee aaoo iinníícciioo ddoo eessccooaammeennttoo ddaa aarrmmaadduurraa eennvvoollvviiddaa
ppeelloo ccoonnccrreettoo
δδ ddeessllooccaammeennttoo,, fflleecchhaa,, rreellaaççããoo eennttrree rreessiissttêênncciiaass ddee ccáállccuulloo àà ppllaassttiiffiiccaaççããoo
ttoottaall ppoorr ffoorrççaa nnoorrmmaall ddaa sseeççããoo ddee aaççoo ee ddaa sseeççããoo mmiissttaa
δδ00 00,,88 ppaarraa bbaarrrraass ddee aallttaa dduuttiilliiddaaddee
ρρ ffaattoorr ddee rreedduuççããoo ddaa rreessiissttêênncciiaa ddeevviiddoo àà ffllaammbbaaggeemm,, ttaaxxaa ddee aarrmmaadduurraa,, ppeessoo
eessppeeccííffiiccoo ddoo ccoonnccrreettoo
λλ íínnddiiccee ddee eessbbeelltteezz
µµ ccooeeffiicciieennttee ddee aattrriittoo
xxxxxxiii
νν ccooeeffiicciieennttee ddee PPooiissssoonn,, rreessiissttêênncciiaa aaoo fflluuxxoo ppaarraa ccaaddaa ppllaannoo ddee cciissaallhhaammeennttoo,,
ccooeeffiicciieennttee uuttiilliizzaaddoo nnaa ddeetteerrmmiinnaaççããoo ddaa rriiggiiddeezz iinniicciiaall ddooss ccoonneeccttoorreess
ψψ rreellaaççããoo eennttrree mmoommeennttooss,, ffaattoorr ddee uuttiilliizzaaççããoo eemm ccoommbbiinnaaççããoo ddee aaççõõeess
θθ rroottaaççããoo rreellaattiivvaa,, rroottaaççããoo ddaa sseeççããoo eexxttrreemmaa ddaa vviiggaa,, ccaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo
ddθθ rroottaaççããoo rreellaattiivvaa ddaa lliiggaaççããoo iinnssttaannttâânneeaa
ϕϕ rroottaaççããoo ppuurraa ddoo eelleemmeennttoo
ττ tteennssããoo ddee cciissaallhhaammeennttoo
ττssmm tteennssããoo ddee aaddeerrêênncciiaa mmééddiiaa aaoo lloonnggoo ddoo ccoommpprriimmeennttoo ddee iinnttrroodduuççããoo
σσ tteennssããoo nnoorrmmaall
δδ00 ccoonnttrraafflleecchhaa ddaa vviiggaa
σσ11,, σσ22,, σσ33 tteennssõõeess pprriinncciippaaiiss
γγaa ppeessoo eessppeeccííffiiccoo ddoo aaççoo
ααcc ccooeeffiicciieennttee ddeevviiddoo àà ddiissttrriibbuuiiççããoo ddaass tteennssõõeess ddee fflleexxããoo nnaa sseeççããoo ttrraannssvveerrssaall
γγcc ppeessoo eessppeeccííffiiccoo ddoo ccoonnccrreettoo,, ccooeeffiicciieennttee ddee sseegguurraannççaa
λλcc ppaarrââmmeettrroo ddee eessbbeelltteezz
ρρlltt ttaaxxaa ddee aarrmmaadduurraa
ρρlltt ffaattoorr ddee rreedduuççããoo ppaarraa ffllaammbbaaggeemm llaatteerraall ppoorr ddiissttoorrççããoo
λλlltt ppaarrââmmeettrroo ddee eessbbeelltteezz rreellaattiivvoo àà ffllaammbbaaggeemm llaatteerraall ppoorr ddiissttoorrççããoo
εεssmmuu ddeeffoorrmmaaççããoo úúllttiimmaa ddaa aarrmmaadduurraa eennvvoollvviiddaa ppeelloo ccoonnccrreettoo
φφ ddiiââmmeettrroo,, ccooeeffiicciieennttee ddee sseegguurraannççaa ddaa rreessiissttêênncciiaa,, ccuurrvvaattuurraa,, ddeeffoorrmmaaççããoo,,
rroottaaççããoo
ΣΣHHdd ssoommaa ddaass ffoorrççaass hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo ddoo ppaavviimmeennttoo aannaalliissaaddoo
ΣΣNNSSdd ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss ddee ccáállccuulloo eemm ttooddooss ooss ppiillaarreess ddoo ppaavviimmeennttoo
aannaalliissaaddoo
ÍÍÍNNNDDDIIICCCEEESSS
GG ccaarrggaa ppeerrmmaanneennttee
LL ccaannttoonneeiirraa
NN aassssoocciiaaddoo àà ffoorrççaa nnoorrmmaall
RR rreessiisstteennttee
SS ssoolliicciittaannttee
xxxxxxiii iii
aa aaççoo
bb fflleexxããoo,, ppaarraaffuussoo
cc ccoonnccrreettoo,, ccoommpprreessssããoo,, lliiggaaççããoo,, cceennttrroo,, ccoorrddaa,, ppiillaarr,, ccoonneeccttoorr
ccaarr ccaarrrreeggaammeennttoo
ccrr ccrrííttiiccoo
ccss,, sscc ccoonneeccttoorr ddee cciissaallhhaammeennttoo
dd ddee ccáállccuulloo
ddeess ddeessccaarrrreeggaammeennttoo
ddiisspp ddiissppoonníívveell
ee eeffeettiivvoo,, eelláássttiiccoo
((ee)) ccoommppoonneennttee eelláássttiiccaa
eeff eeffeettiivvoo
ff mmeessaa,, ffôôrrmmaa,, iinntteerraaççããoo ttoottaall
hh hhoorriizzoonnttaall
ii iinniicciiaall,, iinnffeerriioorr
kk ccaarraacctteerrííssttiiccoo
mm sseeççããoo mmiissttaa,, mmééddiioo
nn nnoommiinnaall,, nneeggaattiivvoo
nneecc nneecceessssáárriiaa
0011 ccoommpprriimmeennttooss ddoo ttrreecchhoo ddee mmoommeennttoo nneeggaattiivvoo ddaa uummaa ddaass dduuaass vviiggaass mmiissttaass
aaddjjaacceenntteess
0022 ccoommpprriimmeennttooss ddooss ttrreecchhooss ddee mmoommeennttoo nneeggaattiivvoo ddaa oouuttrraa vviiggaa ddeennttrree dduuaass
vviiggaass mmiissttaass aaddjjaacceenntteess
pp ppiillaarr,, pplláássttiiccoo,, ppoossiittiivvoo,, ffôôrrmmaa,, cchhaappaa
((pp)) ccoommppoonneennttee pplláássttiiccaa
ppll pplláássttiiccoo
qq aassssoocciiaaddoo àà aaççããoo ddaa ccaarrggaa nnaa vviiggaa bbiiaappooiiaaddaa
rr aarrmmaadduurraa
ss cciissaallhhaammeennttoo ppaaiinneell,, aarrmmaadduurraa
sseerr sseerrvviiççoo
tt ttrraaççããoo
ttaann rriiggiiddeezz rroottaacciioonnaall ddaa lliiggaaççããoo iinnssttaannttâânneeaa
ttrr sseeççããoo ttrraannssffoorrmmaaddaa,, sseeççããoo mmiissttaa
uu úúllttiimmoo
xxxxxxiii iii iii
ww aallmmaa
xx,, yy eeiixxooss ddaa sseeççããoo ttrraannssvveerrssaall
yy iinníícciioo ddoo eessccooaammeennttoo
AAABBBRRREEEVVVIIIAAATTTUUURRRAAASSS
AAIISSCC AAmmeerriiccaann IInnssttiittuuttee ooff SStteeeell CCoonnssttrruuccttiioonn
AAIISSII AAmmeerriiccaann IIrroonn aanndd SStteeeell IInnssttiittuuttee
AASSCCEE AAmmeerriiccaann SSoocciieettyy ooff CCiivviill EEnnggiinneeeerrss
AASSTTMM AAmmeerriiccaann SSoocciieettyy ffoorr TTeessttiinngg aanndd MMaatteerriiaallss
AAWWSS AAmmeerriiccaann WWeellddiinngg SSoocciieettyy
CCIISSCC CCaannaaddiiaann IInnssttiittuuttee ooff SStteeeell CCoonnssttrruuccttiioonn
EECCCCSS EEuurrooppeeaann CCoonnvveennttiioonn ffoorr CCoonnssttrruuccttiioonnaall SStteeeellwwoorrkk
LLRRFFDD LLooaadd aanndd RReessiissttaannccee FFaaccttoorr DDeessiiggnn
NNBBRR NNoorrmmaa BBrraassiilleeiirraa
SSCCII SStteeeell CCoonnssttrruuccttiioonn IInnssttiittuuttee
xxxxxxiiivvv
LLIISSTTAA DDEE FFIIGGUURRAASS
CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 111
11..11 NNÓÓ RREEAALL ee sseeuuss ccoommppoonneenntteess ((LLEEOONN && ZZAANNDDOONNIINNII,, 11999922 [[66]])) 333
11..22 RReellaaççããoo eennttrree mmoommeennttoo fflleettoorr ee rroottaaççããoo rreellaattiivvaa ddooss eelleemmeennttooss aappooiiaaddoo ee ssuuppoorrttee 444
11..33 RRoottaaççããoo rreellaattiivvaa ppaarraa mmoommeennttooss eeqquuiilliibbrraaddooss ((LLEEOONN && ZZAANNDDOONNIINNII,, 11999922 [[66]])) 555
11..44 RRoottaaççããoo nnaa rreeggiiããoo ddoo ppaaiinneell ddaa aallmmaa ddoo ppiillaarr 555
11..55 DDeeffiinniiççããoo ddee rriiggiiddeezz ddaa lliiggaaççããoo ((LLEEOONN eett aall,, 11999966 [[88]])) 777
11..66 CCaarraacctteerriizzaaççããoo ddoo ccoommppoorrttaammeennttoo ddaa lliiggaaççããoo ((LLEEOONN eett aall,, 11999966 [[88]])) 888
11..77 AArrrraannjjoo ttííppiiccoo ddee uumm ppiissoo ((SSCCII--221133,, 11999988 [[77]])) 111111
11..88 LLiiggaaççããoo mmiissttaa eemm uumm ppiillaarr ddee eexxttrreemmiiddaaddee 111333
11..99 AArrmmaadduurraa ttrraannssvveerrssaall àà aarrmmaadduurraa pprriinncciippaall ddee uummaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 111333
11..1100 LLiiggaaççõõeess mmiissttaass ccoomm ccaannttoonneeiirraass ppaarraaffuussaaddaass nnaa aallmmaa ee nnaa mmeessaa iinnffeerriioorr ddaa vviiggaa 111444
11..1111 LLiiggaaççõõeess mmiissttaass ccoomm ccaannttoonneeiirraa ddee aasssseennttoo ppaarraaffuussaaddaa nnaa mmeessaa iinnffeerriioorr ddaa vviiggaa 111555
11..1122 LLiiggaaççõõeess mmiissttaass ccoomm cchhaappaa ddee eexxttrreemmiiddaaddee ddee aallttuurraa ttoottaall ((““fflluusshh eennddppllaattee””)) 111666
11..1133 LLiiggaaççõõeess mmiissttaass uuttiilliizzaaddaass eemm ssiisstteemmaass iinnddeessllooccáávveeiiss 111777
11..1144 LLiiggaaççããoo mmiissttaa eessppeecciiaall aaddoottaaddaa eemm uumm ssiisstteemmaa ddeessllooccáávveell 111888
CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 222
22..11 LLiiggaaççããoo mmiissttaa ppaarraa ssiisstteemmaass iinnddeessllooccáávveeiiss 222000
22..22 LLiiggaaççããoo mmiissttaa ppaarraa ssiisstteemmaass ddeessllooccáávveeiiss oouu iinnddeessllooccáávveeiiss 222000
22..33 DDiiaaggrraammaa ddoo ccoommppoorrttaammeennttoo iiddeeaalliizzaaddoo,, tteennssããoo--ddeeffoorrmmaaççããoo,, ddaa aarrmmaadduurraa
ttrraacciioonnaaddaa eennvvoollvviiddaa ppeelloo ccoonnccrreettoo ((HHAANNSSWWIILLLLEE,, 11999977 [[1177]]))
222333
22..44 DDiissttrriibbuuiiççããoo ddee ddeeffoorrmmaaççããoo nnaa aarrmmaadduurraa ee nnoo ccoonnccrreettoo ffiissssuurraaddoo ((BBOODDEE eett aall,,
11999977 [[1188]]))
222444
22..55 DDiissppoossiiççããoo ddooss cceennttrróóiiddeess ddaa sseeççããoo mmiissttaa ee mmeessaa ccoommpprriimmiiddaa ddee ccoonnccrreettoo 222666
22..66 AAlloonnggaammeennttoo ddaa aarrmmaadduurraa qquuee ooccoorrrree nnooss ccoommpprriimmeennttooss ddee iinnttrroodduuççããoo LLtt 222777
22..77 CCuurrvvaa aapprrooxxiimmaaddaa OOAABBDD ((AARRIIBBEERRTT,, 11999966 [[2211]])) 333000
22..88 RReellaaççããoo ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo ddee EELLSSAATTII && RRIICCHHAARRDD,, 11999966 [[6600]] 333222
22..99 LLiiggaaççããoo ccoomm ccaannttoonneeiirraass ssuuppeerriioorr,, dduuppllaass nnaa aallmmaa ee ddee aappooiioo 333666
xxxxxxvvv
22..1100 DDeeffoorrmmaaççããoo ddaass ccaannttoonneeiirraass ssuuppeerriioorr,, ddee aallmmaa ee ddee aappooiioo 333666
22..1111 MMooddeelloo ddaa ccaannttoonneeiirraa ddee aallmmaa ddeeffoorrmmaaddaa ((LLOORREENNZZ eett aall,, 11999933 [[2288]])) 333777
22..1122 PPoossiiççããoo ddaa lliinnhhaa nneeuuttrraa pplláássttiiccaa ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000011 [[1166]])) 333888
22..1133 DDiissttrriibbuuiiççããoo ddaa ffoorrççaa ccoorrttaannttee pplláássttiiccaa ee ddaass tteennssõõeess ddee ccoommpprreessssããoo nnaass
ccaannttoonneeiirraass ddaa aallmmaa ssoobb ttrraaççããoo ee ccoommpprreessssããoo ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000011 [[1166]]))
333999
22..1144 FFiissssuurraass ddoo mmooddeelloo MMPPLLTT22 ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000000 [[1122]])) 444111
22..1155 CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo -- mmooddeellooss MMPPLLTT11 ee MMPPLLTT22 ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000000
[[1122]])) 444111
22..1166 CCoommppaarraaççããoo ddee rreessuullttaaddooss nnuumméérriiccooss ee eexxppeerriimmeennttaaiiss ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000000 [[1122]])) 444111
22..1177 MMooddeelloo ppaarraa aa rriiggiiddeezz ddoo ccoonnjjuunnttoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 444222
22..1188 MMooddeelloo ppaarraa ooss ddeessllooccaammeennttooss ddooss ccoommppoonneenntteess ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 444333
22..1199 FFaassee eelláássttiiccaa 444777
22..2200 RReeddiissttrriibbuuiiççããoo pplláássttiiccaa ddee mmoommeennttooss fflleettoorreess 444888
22..2211 AAnnáálliissee rrííggiiddoo--pplláássttiiccaa 444999
22..2222 PPllaassttiiffiiccaaççããoo ddaa sseeççããoo ttrraannssvveerrssaall mmiissttaa ((iinntteerraaççããoo ttoottaall,, QQUUEEIIRROOZZ eett aall [[1166]])) 555000
22..2233 MMééttooddoo ppaarraa ddeetteerrmmiinnaaççããoo ddaa ccaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa
((LLII eett aall,, 11999966 [[3366]]))
555222
22..2244 DDeeffoorrmmaaççõõeess ddaa vviiggaa ((CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]])) 555444
22..2255 CCuurrvvaattuurraass ddaa vviiggaa ((CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]])) 555555
22..2266 TTiippoo ddee lliiggaaççããoo mmiissttaa ppaarraa ppóórrttiiccooss ddeessllooccáávveeiiss 666000
22..2277 SSiisstteemmaa ddee ccllaassssiiffiiccaaççããoo sseegguunnddoo oo EEUURROOCCOODDEE 33 ((EENNVV 11999933--11--11::11999977 [[2266]])) ee oo
EEUURROOCCOODDEE 44 ((EENNVV 11999944--11--11::11999922 [[3399]]))
666000
22..2288 CCuurrvvaa MM--θθ ccoommpplleettaa ppaarraa uummaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ttííppiiccaa ((LLEEOONN eett aall,, 11999966 [[88]])) 666111
22..2299 EExxeemmpplloo ddee uummaa ccuurrvvaa MM--θθ ppaarraa uummaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ssuujjeeiittaa aa ccaarrrreeggaammeennttooss
ccíícclliiccooss ((AALLEEMMDDAARR eett aall,, 22000000 [[4433]] ee LLEEOONN && ZZAANNDDOONNIINNII,, 11999922 [[66]]))
666222
22..3300 PPóórrttiiccoo ddeessllooccáávveell ee aass ccoorrrreessppoonnddeenntteess rreessppoossttaass ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
((MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE,, 22000000 [[4444]]))
666222
22..3311 CCaarrrreeggaammeennttoo--ddeessccaarrrreeggaammeennttoo--rreeccaarrrreeggaammeennttoo eemm sseennttiiddoo ccoonnttrráárriioo ddaass
lliiggaaççõõeess ((RREEYYEESS--SSAALLAAZZAARR && HHAALLDDAARR,, 11999999 [[4466]]))
666444
22..3322 CCuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ccoommpplleettaa oobbttiiddaa ddee eennssaaiioo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
ccoomm llaajjee mmaacciiççaa ((LLEEOONN 11999900 [[22]]))
666555
22..3333 EEnnssaaiioo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ccoomm llaajjee mmaacciiççaa ((AAMMMMEERRMMAANN && LLEEOONN,, 11998877 [[5522]])) 666555
xxxxxxvvviii
22..3344 MMooddeelloo ddee rriiggiiddeezz sseeccaannttee ppaarraa aa rreellaaççããoo mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo
((MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE,, 22000000 [[4444]]))
666666
22..3355 MMooddeelloo ddee rriiggiiddeezz ddee CCHHRRIISSTTOOPPHHEERR && BBJJOORRHHOOVVDDEE ppaarraa aa rreellaaççããoo
mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo
666777
22..3366 MMooddeelloo ddaa rreellaaççããoo mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo ((MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE,, 22000000 [[4444]])) 666888
22..3377 AApplliiccaaççããoo ddooss mmoommeennttooss nnaass lliiggaaççõõeess ((MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE,, 22000000 [[4444]])) 666999
22..3388 MMooddeelloo mmeeccâânniiccoo ddee NNÓÓ –– IIBBKK ((QQUUEEIIRROOZZ && TTSSCCHHEEMMMMEERRNNEEGGGG)) 777000
22..3399 CCaarrrreeggaammeennttoo ddeessbbaallaanncceeaaddoo ppaarraa aa ddiirreeiittaa ((EECCCCSS--110099,, 11999999 [[1144]])) 777000
CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 444
44..11 MMooddeelloo ppaarraa aannáálliissee eelláássttiiccaa ddoo ssiisstteemmaa iinnddeessllooccáávveell 777888
44..22 MMooddeelloo ppaarraa aannáálliissee pplláássttiiccaa ddoo ssiisstteemmaa iinnddeessllooccáávveell 777999
44..33 MMooddeelloo ppaarraa aannáálliissee eelláássttiiccaa ddoo ssiisstteemmaa ddeessllooccáávveell 888111
44..44 NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 888333
44..55 DDeeffoorrmmaaddaa ddoo NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 888444
44..66 DDiissttrriibbuuiiççããoo ddooss eessffoorrççooss ssoolliicciittaanntteess nnoo NNÓÓ 888555
44..77 DDeeffoorrmmaaddaa ddoo NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss
ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
888666
44..88 DDeeffoorrmmaaddaa ddoo NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ppaarraa rreettiirraaddaa ddaass aaççõõeess
hhoorriizzoonnttaaiiss ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
888888
44..99 DDeeffoorrmmaaddaa ddoo NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ppaarraa ccaarrrreeggaammeennttoo hhoorriizzoonnttaall eemm
sseennttiiddoo ccoonnttrráárriioo ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
888888
44..1100 SSiittuuaaççããoo lliimmiittee ddee ““sshhaakkeeddoowwnn”” eelláássttiiccoo 888999
44..1111 DDiimmeennssõõeess ddaass lliiggaaççõõeess ppaarraaffuussaaddaass –– mmoonnttaaggeemm ppaarraa eennssaaiioo 999222
44..1122 IInnssttrruummeennttaaççããoo ppaarraa oo ssiisstteemmaa ddee aaqquuiissiiççããoo ddee ddaaddooss ((SSAADD ,, AANNEEXXOO AA -- RRLLPP)) 999333
44..1133 CCoommppoorrttaammeennttoo ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo ddaass lliiggaaççõõeess ppaarraaffuussaaddaass eennssaaiiaaddaass 999444
44..1144 CCoommppoorrttaammeennttoo ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo –– CCaassoo 11 999555
44..1155 CCoommppoorrttaammeennttoo ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo –– CCaassoo 1111 999555
44..1166 CCoommppaarraaççããoo ddaass rriiggiiddeezzeess ddee eennssaaiiooss ccoomm aa tteeóórriiccaa ddoo AAIISSCC –– LLRRFFDD,, 11999999 [[5588]] 999666
44..1177 CCoommppaarraaççããoo ddaass rriiggiiddeezzeess nnoorrmmaalliizzaaddaass ddee eennssaaiiooss ccoomm aa tteeóórriiccaa ddoo
EEUURROOCCOODDEE 33 ,, EENNVV -- 11999933--11--11,, 11999977 [[2266]]
999777
44..1188 LLooccaalliizzaaççããoo ddaa ffiissssuurraa pprriinncciippaall –– EENNSSAAIIOO 0088 999999
44..1199 PPoossiicciioonnaammeennttoo ddaass bbaarrrraass nnaa llaarrgguurraa eeffeettiivvaa ddaa llaajjee 111000000
xxxxxxvvviii iii iii
55..55 LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: EEnnttrraaddaa ddooss vvããoo ddaass vviiggaass mmiissttaass ee vvããooss ddaass llaajjeess aaddjjaacceenntteess ddaa
lliinnhhaa ((ii)) -- ddaaddooss uuttiilliizzaaddooss nnoo ccáállccuulloo ddaa llaarrgguurraa eeffeettiivvaa ddooss ttrreecchhooss ppoossiittiivvooss ee
nneeggaattiivvooss
111444555
55..66 LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: EEnnttrraaddaa ddooss ccaarrrreeggaammeennttooss ddaass vviiggaass ddaa lliinnhhaa ((ii)) ddoo nníívveell
aannaalliissaaddoo ((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
111444666
55..77 LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa,, oonnddee ssããoo ssoolliicciittaaddooss ddaaddooss
ssoobbrree aass bbaarrrraass ddee aarrmmaadduurraa,, aass ccaannttoonneeiirraass ddee aallmmaa ee aa lliiggaaççããoo iinnffeerriioorr ((PPIIRREESS,,
22000033 [[6633]]))
111444666
55..88 LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaa ddoo tteessttee ddee ccoommppaattiibbiilliizzaaççããoo ddooss ddaaddooss ddee eennttrraaddaa ((PPIIRREESS,,
22000033 [[6633]]))
111444777
55..99 LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaass ddaass ddooss rreessuullttaaddooss aappóóss aa aannáálliissee ppeelloo pprrooggrraammaa GGRR..EEXXEE
((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
111444777
55..1100 LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa iinniicciiaall ddoo pprrooggrraammaa 111444888
55..1111 LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss iinniicciiaall oonnddee pprroocceessssaa--ssee aa EETTAAPPAA
II,, SSIISSTTEEMMAA IINNDDEESSLLOOCCÁÁVVEELL ccoomm vviiggaass sseeccuunnddáárriiaass,, ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo
111444999
55..1122 LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa ddee aassssoocciiaaççããoo ddooss aarrqquuiivvooss ddee rreessuullttaaddooss ddoo
pprroocceessssaammeennttoo ddoo LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE ddaa EETTAAPPAA II
111555000
55..1133 LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss ppaarraa aa aannáálliissee ddaa EETTAAPPAA IIII,,
SSIISSTTEEMMAA DDEESSLLOOCCÁÁVVEELL ((ccoomm aappooiiooss llaatteerraaiiss ffiiccttíícciiooss)),, ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss
nnoommiinnaaiiss
111555111
55..1144 LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss ddaa rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ppaarraa aa mmoollaa
rroottaacciioonnaall eemm ttooddaass aass ffaasseess ddee aannáálliissee ddoo ppóórrttiiccoo ppllaannoo
111555222
55..1155 LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaass ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss ppaarraa aa aannáálliissee ddaa ffaassee ffiinnaall ppaarraa
aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoo sseennttiiddoo ppoossiittiivvoo
111555333
55..1166 LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaass ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss ppaarraa aa aannáálliissee ddaa ffaassee ffiinnaall ppaarraa
aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoo sseennttiiddoo nneeggaattiivvoo
111555444
55..1177 TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee aarrqquuiivvooss nnoo pprréé--pprroocceessssaaddoorr ddoo pprrooggrraammaa PPPP..EEXXEE 111555555
55..1188 PPRRIIMMEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoommpplleettoo ee lliiggaaççõõeess 111555666
55..1199 PPRRIIMMEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa iinnddeessllooccáávveell –– MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
((SSii==22118822000000 kkNNccmm//rraadd))
111555999
55..2200 PPRRIIMMEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ddeessllooccáávveell –– MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
((SSii == 22118822000000 kkNNccmm//rraadd))
111555999
55..2211 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoommpplleettoo ee lliiggaaççõõeess 111666333
xxxxxxiiixxx
55..2222 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoomm aappooiiooss ffiiccttíícciiooss -- MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE
PPRROOPPOOSSTTOO ((SSii == 33007700000000 kkNNccmm//rraadd)) -- aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss
111666777
55..2233 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ddeessllooccáávveell -- MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
SSii((kkcc --mmooddiiff)) == 33995511000000 kkNNccmm//rraadd -- aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnaa ddiirreeççããoo ++XX
111666888
55..2244 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss nnooss ppiillaarreess ddeevviiddoo ààss aaççõõeess
vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss ee aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoommiinnaaiiss
111777222
55..2255 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss nnooss ppiillaarreess ddeevviiddoo ààss aaççõõeess
vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo ee aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo
111777444
55..2266 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoommpplleettoo ee lliiggaaççõõeess 111777777
55..2277 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoomm aappooiiooss ffiiccttíícciiooss -- MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE
PPRROOPPOOSSTTOO ((SSii == 33007700000000 kkNNccmm//rraadd)) -- aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss
111888222
55..2288 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ddeessllooccáávveell -- MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
SSii((kkcc--mmooddiiff)) == 33995511000000 kkNNccmm//rraadd -- aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnaa ddiirreeççããoo ppoossiittiivvaa ++XX
111888222
55..2299 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss nnooss ppiillaarreess ddeevviiddoo ààss aaççõõeess
vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss ee aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoommiinnaaiiss
111888777
55..3300 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss nnooss ppiillaarreess ddeevviiddoo ààss aaççõõeess
vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo ee aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo
111888999
CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 666
66..11 SSiisstteemmaa sseemmiiccoonnttíínnuuoo 111999222
66..22 CCuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 111999333
66..33 CCuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa –– EEXXEEMMPPLLOO 66..11 111999555
66..44 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: ccuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 111999777
66..55 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: ssiisstteemmaa eessttrruuttuurraall ppaarraa AANNÁÁLLIISSEE AAVVAANNÇÇAADDAA 111999888
66..66 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: ccuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 222000000
66..77 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: ssiisstteemmaa eessttrruuttuurraall ppaarraa AANNÁÁLLIISSEE AAVVAANNÇÇAADDAA 222000111
xxxxxxxxx
LLIISSTTAA DDEE TTAABBEELLAASS
CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 222
22..11 RReessuummoo ddooss ccoommppoonneenntteess bbáássiiccooss ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa 444000
22..22 CCoonnffiigguurraaççõõeess ddooss mmooddeellooss ddaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass eennssaaiiaaddooss nnoo DDEEEESS ((AALLVVEESS,,
22000000 [[1133]]))
444111
22..33 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa eemm ccoonnssttrruuççõõeess eessccoorraaddaass,, ffyy == 335555 MMPPaa 555666
22..44 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa eemm ccoonnssttrruuççõõeess nnããoo--eessccoorraaddaass,, ffyy == 335555 MMPPaa 555666
22..55 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa eemm ccoonnssttrruuççõõeess nnããoo--eessccoorraaddaass 555777
CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 444
44..11 CCoonnffiigguurraaççããoo ddooss eennssaaiiooss ddaass lliiggaaççõõeess ppaarraaffuussaaddaass ((AANNEEXXOO AA -- RRLLPP)) 999222
44..22 CCoommppaarraaççããoo eennttrree aass rriiggiiddeezzeess iinniicciiaall ee sseeccaannttee bbaasseeaaddaa nnooss eennssaaiiooss ee nnaa rriiggiiddeezz
iinniicciiaall ddoo EEUURROOCCOODDEE 33 ((AANNEEXXOO AA -- RRLLPP))
999555
44..33 CCaarrggaa ee ddeessllooccaammeennttoo ccoorrrreessppoonnddeenntteess àà rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ddoo EEUURROOCCOODDEE 33
((AANNEEXXOO AA -- RRLLPP))
999666
44..44 CCoonnffiigguurraaççããoo ddooss eennssaaiiooss ddooss NNÓÓSS MMIISSTTOOSS ((AANNEEXXOO BB -- RRNNMM)) 111000222
44..55 RRiiggiiddeezzeess ddee ccaarrrreeggaammeennttoo ee ddeessccaarrrreeggaammeennttoo –– cciiccllooss ssiimmééttrriiccooss ((IIIIII,, VV,, VVIIII))
ddooss EENNSSAAIIOOSS 0022 aa 0088 ((AANNEEXXOO BB -- RREELLAATTÓÓRRIIOO DDEE EENNSSAAIIOO DDOOSS NNÓÓSS MMIISSTTOOSS --
RRNNMM))
111111111
44..66 RRiiggiiddeezzeess ddee ccaarrrreeggaammeennttoo ee ddeessccaarrrreeggaammeennttoo –– cciiccllooss aassssiimmééttrriiccoo ((IIVV,, VVII,, VVIIIIII))
ddooss EENNSSAAIIOOSS 0022 aa 0088 ((AANNEEXXOO BB -- RREELLAATTÓÓRRIIOO DDEE EENNSSAAIIOO DDOOSS NNÓÓSS MMIISSTTOOSS --
RRNNMM))
111111222
CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 555
55..11 RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO –– aannáálliissee eelláássttiiccaa 111666000
55..22 RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO –– aannáálliissee pplláássttiiccaa 111666222
xxxxxxxxxiii
CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 666
66..11 RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO –– aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss 111999555
66..22 RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO –– aaççõõeess ddee ccáállccuulloo 111999555
66..33 CCoommppaarraaççããoo ddee rreessuullttaaddooss –– aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss 111999666
66..44 CCoommppaarraaççããoo ddee rreessuullttaaddooss –– ssoommeennttee aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo 111999666
66..55 CCoommppaarraaççããoo ddee rreessuullttaaddooss –– aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo 111999666
66..66 RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO ee ccoommppaarraaççããoo ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
-- aaççõõeess nnoommiinnaaiiss ––
111999999
66..77 RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO ee ccoommppaarraaççããoo ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
-- aaççõõeess ddee ccáállccuulloo --
111999999
66..88 RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO ee ccoommppaarraaççããoo ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
-- aaççõõeess nnoommiinnaaiiss ––
222000222
66..99 RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO ee ccoommppaarraaççããoo ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
-- aaççõõeess ddee ccáállccuulloo --
222000222
xxxxxxxxxiii iii
MMAATTAA,, LL.. AA.. MMééttooddoo ddee AAnnáálliissee ddee SSiisstteemmaass DDeessllooccáávveeiiss ccoomm LLiiggaaççõõeess MMiissttaass ddee AAççoo ee CCoonnccrreettoo,,
FFuunnddaammeennttaaddoo TTeeóórriiccaa ee EExxppeerriimmeennttaallmmeennttee.. BBeelloo HHoorriizzoonnttee,, 22000055.. 227777 pp.. TTeessee ((DDoouuttoorraaddoo eemm
EEnnggeennhhaarriiaa ddee EEssttrruuttuurraass)) –– CCuurrssoo ddee PPóóss--GGrraadduuaaççããoo eemm EEnnggeennhhaarriiaa ddee EEssttrruuttuurraass,, EEssccoollaa ddee
EEnnggeennhhaarriiaa,, UUnniivveerrssiiddaaddee FFeeddeerraall ddee MMiinnaass GGeerraaiiss..
RREESSUUMMOO
Apresentam-se neste trabalho procedimentos de análise de pórticos deslocáveis com ligações
mistas de aço e concreto. Para tanto, faz-se uma abordagem sobre os componentes básicos de
uma ligação mista viga-pilar específica, com fôrma metálica incorporada à laje de concreto,
onde é proposto um método para a determinação da resistência, da rigidez e da capacidade de
rotação, sem inversão do momento fletor. Este método compreende a obtenção de uma curva
momento-rotação para carregamento-descarregamento-recarregamento, considerando-se
ações de vento e de gravidade. São também abordados alguns pontos específicos, como a
redução da rigidez inicial da ligação mista, a análise elástica de pórticos com ligações mistas
em teorias de 1ª e 2ª ordem, bem como considerações sobre a utilização de rigidez secante.
Este trabalho é dividido em duas etapas:
- MÉTODO SIMPLIFICADO: implementação das ligações mistas em pórticos planos com uma
análise simplificada útil para escritório de projeto, validado pelos resultados de uma
ANÁLISE AVANÇADA, bem como por fundamentação teórico-experimental;
- MÉTODO AVANÇADO: utilização de um modelo de elementos finitos, onde são incluídas as
não-linearidades física e geométrica.
São incluídos os resultados de 16 (dezesseis) ensaios da ligação parafusada da mesa inferior
da viga com a cantoneira de assento, cuja resposta não é definida claramente na bibliografia
disponível, e de 8 (oito) ensaios de NÓS MISTOS com ciclos simétricos e assimétricos de
carregamento-descarregamento-recarregamento. Com base na pesquisa realizada, propõem-
se procedimentos analíticos que complementam o trabalho de LEON (2000).
Faz-se uma análise crítica dos parâmetros que influenciam o comportamento da ligação mista
em pórticos deslocáveis, procurando-se transformar os procedimentos mencionados em uma
ferramenta útil para a pesquisa e para o projeto de ligações mistas.
PPaallaavvrraass--cchhaavvee:: ligações mistas, aço, concreto, pórticos indeslocáveis, pórticos deslocáveis,
curvas momento-rotação
xxxxxxxxxiii iii iii
MMAATTAA,, LL.. AA.. AAnnaallyyssiiss MMeetthhoodd ooff UUnnbbrraacceedd SSyysstteemmss wwiitthh SStteeeell CCoonnccrreettee CCoommppoossiittee CCoonnnneeccttiioonnss,,
bbaasseedd oonn TThheeoorreettiiccaall CCoonnssiiddeerraattiioonnss aanndd EExxppeerriimmeennttaall RReessuullttss.. BBeelloo HHoorriizzoonnttee,, 22000055.. 227777 pp..
DDooccttoorraattee TThheessiiss -- CCuurrssoo ddee PPóóss--GGrraadduuaaççããoo eemm EEssttrruuttuurraass,, EEssccoollaa ddee EEnnggeennhhaarriiaa,, UUnniivveerrssiiddaaddee
FFeeddeerraall ddee MMiinnaass GGeerraaiiss..
AABBSSTTRRAACCTT
This thesis aims at analyzing the behavior of unbraced frames with steel concrete composite
connections by means of a survey carried out on the basic components, being steel deck
incorporated in the concrete slab. A method to determine the ultimate strength, the stiffness
and the rotation capacity is suggested for a specific type of composite connection. This
method consists of obtaining a moment-rotation curve for loading-unloading-reloading,
considering wind and gravity loadings. Some specific points are also approached such as the
reduction of the initial stiffness of the composite connection, the analysis of the frames with
composite connections in theories of 1st and 2nd order, as well as some considerations about
the use of the secant stiffness. This work is divided in two steps:
- SIMPLIFIED METHOD: implementation of the composite connections in unbraced frames,
providing a simplified analysis useful for designers, validated by the results of an
ADVANCED ANALYSIS as well as by theoretical considerations and experimental results.
- ADVANCED METHOD: implementation of a finite element model where physical and
geometrical nonlinearities are taken into account.
The results of 16 (sixteen) tests of steel seat connections bolted to the lower beam flange are
included, because its behavior is not clearly defined in the available literature. The results of 8
(eight) tests of composite joints, subjected to symmetric and asymmetric cycles of loading-
unloading-reloading are also included. According to this research some analytical procedures
are suggested to complement LEON’s (2000) work. Finally, the parameters that influence the
behavior of the composite connection in unbraced frames are critically analyzed, attempting
to transform the mentioned procedures in a useful tool for composite connection research and
designs.
KKeeyywwoorrddss:: composite connections, steel, concrete, braced frames, unbraced frames,
moment-rotation curves
11
IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO
“““ÉÉÉ ppprrreeeccciiisssooo rrreeeiiivvviiinnndddiiicccaaarrr ooo vvvaaalllooorrr dddaaa pppaaalllaaavvvrrraaa,,,
pppooodddeeerrrooosssaaa fffeeerrrrrraaammmeeennntttaaa qqquuueee pppooodddeee mmmuuudddaaarrr ooo mmmuuunnndddooo nnneeessssssaaa ééépppooocccaaa
dddeee sssaaatttééélll iii ttteeesss eee cccooommmpppuuutttaaadddooorrreeesss ...”””
A utilização de vigas mistas, onde se promove a interação entre a laje de concreto e o
perfil de aço, é prática usual desde 1960. As vigas mistas, na maioria, têm sido concebidas
como simplesmente apoiadas, com ligações metálicas nas extremidades. A idéia fundamental
da ligação mista é partir da ligação metálica de uma viga mista e incorporar a contribuição da
laje na resistência a momento.
Do ponto de vista prático, as ligações representam uma parcela pouco significativa no
peso total da estrutura. Porém, possuem preços de fabricação e montagem relativamente altos.
Avaliando-se estes fatores, soluções que considerem a economia representada pelo uso de
ligações mistas merecem uma análise mais refinada. Uma das vantagens econômicas das
ligações mistas provém do fato de que as ligações rígidas parafusadas são caras e difíceis de
serem montadas quando comparadas com a solução mista. Por sua vez, as ligações flexíveis
não consideram uma parcela significativa de resistência que poderia ser considerada de forma
a reduzir o custo global da estrutura. O uso de ligações mistas resulta em redução de peso dos
perfis metálicos das vigas mistas e/ou de rigidez e resistência do sistema de piso.
222
Para o estudo do comportamento das ligações em geral parte-se de dois extremos, por
simplicidade:
• ligações rotuladas: “fully pinned” (HUBER, 1999 [1]);
“simple connections” (LEON, 1990 [2]);
• ligações rígidas totalmente resistentes: “rigid fully strength” (HUBER, 1999 [1]);
“fully restrained” (LEON, 1990 [2]).
Estas simplificações resultam em valores incorretos das respostas estruturais, porque, na
realidade, as ligações consideradas rígidas possuem alguma flexibilidade e as ligações
consideradas rotuladas possuem alguma rigidez. Independente destas classificações, quase
todas as ligações utilizadas em grande parte das estruturas reais são essencialmente
parcialmente resistentes com diferentes graus de rigidez. Em pesquisas desenvolvidas mostra-
se tanto teórica quanto experimentalmente que as ligações estruturais apresentam respostas
semirígidas e não-lineares mesmo quando submetidas a baixos níveis de carregamento
(BJORHOVDE et al, 1990 [3]).
O comportamento semirígido da maioria das ligações tem sido reconhecido, porém ainda
pouco utilizado na prática. A principal razão para esta contradição não está no detalhamento,
fabricação e montagem, mas, na fase de análise. Os dois principais problemas são a definição
das características da ligação e a implementação de tais características na análise estrutural. A
maioria das ligações semirígidas têm curvas momento-rotação não-lineares e a análise de
pórticos incorporando tais curvas requer um procedimento passo-a-passo com várias iterações
dentro de cada passo para assegurar o equilíbrio e a convergência. No caso de pórticos
deslocáveis a tarefa é complicada pela necessidade de se levar em conta as ações verticais e
horizontais, com as últimas causando carregamento em algumas ligações e descarregamento
em outras para o mesmo passo de carga. Com o avanço da tecnologia em computadores e
software sofisticados, estas dificuldades começam a ser vencidas. Entretanto, o obstáculo
mais importante é a não-familiaridade da maioria dos engenheiros com o comportamento de
pórticos com ligações semirígidas, uma vez que a distribuição dos esforços solicitantes
obtidos pode ser substancialmente diferente daquela obtida com ligações rotuladas ou rígidas.
Pesquisas sobre os diferentes tipos de sistemas estruturais mistos, tais como lajes mistas
com fôrma metálica incorporada, vigas mistas, pilares mistos e ligações mistas vêm sendo
desenvolvidas nos últimos anos. Na Inglaterra, aproximadamente 40% de todos as
construções novas de múltiplos andares utilizam sistemas estruturais mistos (MOORE &
333
COUCHMAN, 1998 [4]). As ligações mistas aço-concreto são bastante utilizadas nos Estados
Unidos e na Europa. No Brasil as ligações mistas só começaram a ser utilizadas recentemente,
devido, entre outros fatores, à falta de orientações para o projeto.
Neste trabalho será abordada uma ligação mista para sistemas indeslocáveis e deslocáveis
com comportamento semirígido e parcialmente resistente. Salienta-se que tem sido
demonstrado experimentalmente (REYES-SALAZAR & HALDAR, 1999 [5]) que, para cargas de
serviço, as ligações mistas apresentam rigidezes similares às de ligações consideradas rígidas,
porém, são parcialmente resistentes (LEON, 1990 [2]).
11..11 CCoonnssiiddeerraaççõõeess ssoobbrree LLiiggaaççããoo ee NNÓÓ
É comum representar vigas e pilares como barras, considerando-se os eixos longitudinais
destes elementos para se representar a estrutura. As interseções destes eixos formam os NÓS
da estrutura, que são utilizados normalmente em modelos analíticos. A REGIÃO NODAL
compreende o NÓ e os comprimentos dos eixos dos elementos afetados localmente pelas
ligações. O NÓ REAL, que possui dimensão finita, compreende as LIGAÇÕES, que são os
componentes (meios e elementos de ligação) promovendo a conexão mecânica entre o
elemento suporte e o elemento apoiado, mais a região afetada destes elementos (FIGURA 1.1).
FFIIGGUURRAA 11..11 -- NNÓÓ RREEAALL ee sseeuuss ccoommppoonneenntteess ((LLEEOONN && ZZAANNDDOONNIINNII,, 11999922 [[66]]))
NNÓÓ
NNÓÓ RREEAALL LLIIGGAAÇÇÃÃOO
RREEGGIIÃÃOO NNOODDAALL
444
11..22 CCuurrvvaass MMoommeennttoo--RRoottaaççããoo ((MM--θθ )) ppaarraa LLiiggaaççõõeess eemm GGeerraall
O comportamento de ligações viga/viga ou viga/pilar em estruturas de aço ou mistas
(havendo continuidade parcial ou semicontinuidade) pode ser visualizado por meio da curva
momento-rotação, relação entre o momento fletor atuante na face do elemento suporte e a
rotação relativa entre os eixos dos elementos apoiado e suporte (FIGURAS 1.2 e 1.3). Estas
curvas são obtidas a partir de protótipos com tamanho real.
FFIIGGUURRAA 11..22 -- RReellaaççããoo eennttrree mmoommeennttoo fflleettoorr ee rroottaaççããoo rreellaattiivvaa ddooss eelleemmeennttooss aappooiiaaddoo ee ssuuppoorrttee
Devem ser considerados os seguintes tipos de deformações no NÓ REAL(QUEIROZ, 1995
[55]): uma devida à rotação ∆θ da ligação propriamente dita, onde se incluem as deformações
das regiões do pilar e da viga afetadas localmente pela ligação (FIGURA 1.3); outra devida ao
cisalhamento do painel da alma do pilar na região entre as mesas das vigas, no caso de
ligações em mesas de pilares e momentos desequilibrados (φs - FIGURA 1.4-a); e uma devida
ao giro do apoio como resposta à flexão imposta (φp - FIGURA 1.4-b).
θθ θθ θθ ++ ∆∆θθ θθ ++ ∆∆θθ
MM MM
θθ
φφpp
θθ ++ ∆∆θθ
MM
φv
∆∆θθ == φφvv -- φφpp
MM
555
FFIIGGUURRAA 11..33 -- RRoottaaççããoo rreellaattiivvaa ppaarraa mmoommeennttooss eeqquuiilliibbrraaddooss
((LLEEOONN && ZZAANNDDOONNIINNII,, 11999922 [[66]]))
((aa)) EEffeeiittoo ddoo cciissaallhhaammeennttoo ddaa aallmmaa ddoo ppiillaarr ((bb)) EEffeeiittoo ddaa fflleexxããoo ddoo ppiillaarr
((LLEEOONN && ZZAANNDDOONNIINNII,, 11999922 [[66]])) ((SSCCII--221133,, 11999988 [[77]]))
FFIIGGUURRAA 11..44 -- RRoottaaççããoo nnaa rreeggiiããoo ddoo ppaaiinneell ddaa aallmmaa ddoo ppiillaarr
φφss
MM11
MM22
RReeggiiããoo ddoo ppaaiinneell
φφvv==φφpp
φφpp
MM
∆∆θθ
MM MM
666
Nota-se que a rotação devida à flexão e ao cisalhamento do pilar (φp + φs , FIGURA 1.4) é
de natureza diferente da rotação devida à rotação relativa ∆θ (FIGURA 1.3), pois, na primeira
assume-se que o ângulo relativo entre o pilar e a viga permanece inalterado localmente.
Observa-se também que no caso do cisalhamento, o eixo do pilar é que se inclina localmente
em relação aos trechos externos à ligação.
Por simplicidade, no que se segue a rotação relativa ∆θ passará a ser designada por θ.
As principais características da curva momento-rotação são: rigidez de serviço,
resistência última e capacidade de deformação. A seguir apresentam-se detalhes a respeito de
rigidez, resistência e capacidade de deformação.
11..22..11 RRiiggiiddeezz
Distinguem-se os seguintes tipos de rigidez de uma ligação (FIGURA 1.5):
• Rigidez inicial ( )iK - inclinação inicial da curva M-θ. Algumas ligações podem apresentar
dispersões em ensaios que tornam a definição de iK muito difícil (CHRISTOPHER &
BJORHOVDE, 1998 [9]);
• Rigidez de serviço ( )serK - é a rigidez secante da ligação, baseada em um momento de
serviço esperado; normalmente trabalha-se com esta rigidez de serviço para determinação
de deslocamentos:
ser
serser
MK
θ= ((11..11))
• Rigidez tangente ( )tanK - ou rigidez instantânea, que geralmente diminui quando o
momento aumenta:
θddMKtan = ((11..22))
777
• Rigidez de descarregamento ( )desK - a taxa de descarregamento M-θ é aproximadamente
linear até o momento tornar-se nulo. O descarregamento resulta de cargas impostas que
produzem rotações na ligação opostas à rotação inicial.
FFIIGGUURRAA 11..55 -- DDeeffiinniiççããoo ddee rriiggiiddeezz ddaa lliiggaaççããoo ((LLEEOONN eett aall,, 11999966 [[88]]))
Costuma-se classificar as ligações em rígidas, semirígidas e flexíveis, em função da
rigidez inicial ou de serviço:
• Rígidas - a ligação praticamente não apresenta rotação relativa entre a viga e o
elemento suporte. Na análise assume-se que o ângulo original entre os eixos
da viga e do pilar não é alterado (continuidade total de rotação entre os
elementos ligados);
• Flexíveis - a ligação apresenta rotação relativa considerável entre a viga e o elemento
suporte. O ângulo entre os elementos não se mantém constante, variando com
o carregamento;
• Semirígidas - a ligação apresenta rotação relativa entre a viga e o elemento suporte; existe
uma interdependência no NÓ entre o momento fletor na viga e a variação do
ângulo original entre os eixos da viga e do pilar.
RRoottaaççããoo
MMsseerr
MMuu KKii KKsseerr KKttaann
θθyy θθsseerr θθuu
KKddeess
MMoommeennttoo
888
11..22..22 RReessiissttêênncciiaa
A resistência da ligação é o maior momento que a ligação consegue atingir. Assim, as
ligações podem ser classificadas de acordo com a sua capacidade de absorção do momento
fletor resistido pela viga, em:
• Flexíveis - a ligação apresenta resistência irrelevante ao momento fletor;
• Parcialmente resistentes - a resistência da ligação é menor que o momento de plastificação
da viga;
• Totalmente resistentes - a resistência da ligação é igual ou superior ao momento de
plastificação da viga.
Denomina-se sistema semicontínuo àquele onde as ligações são semirígidas e/ou
parcialmente resistentes (HUBER, 1999 [1]).
Na FIGURA 1.6 mostram-se curvas momento-rotação esquemáticas:
1 – ligação rígida, totalmente resistente;
2 – ligação rígida, parcialmente resistente;
3 – ligação semirígida, totalmente resistente;
4 – ligação semirígida, parcialmente resistente;
5 – ligação flexível.
FFIIGGUURRAA 11..66 -- CCaarraacctteerriizzaaççããoo ddoo ccoommppoorrttaammeennttoo ddaa lliiggaaççããoo ((LLEEOONN eett aall,, 11999966 [[88]]))
RRoottaaççããoo rreellaattiivvaa
TToottaallmmeennttee rreessiisstteennttee
PPaarrcciiaallmmeennttee rreessiisstteennttee
MMpp,, vviiggaa
MMoommeennttoo
999
11..22..33 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo
A capacidade de rotação de uma ligação é importante quando esta ligação for rotulada ou
de resistência parcial. Distinguem-se:
• Capacidade de rotação necessária - rotação de apoio necessária para que se desenvolva
um momento M no vão da viga, normalmente:
My < M < Mp, sendo My o momento correspondente
ao início do escoamento (W x fy) e Mp o momento de
plastificação total;
• Capacidade de rotação disponível - é aquela que a ligação consegue atingir antes de
ocorrer perda substancial de sua resistência.
Para utilização de relações M-θ de ligações em análises de estruturas completas,
normalmente é suficiente conhecer a relação no início do carregamento (rigidez secante serK
até a carga de serviço) para a determinação de deslocamentos, bem como os valores Mu
(resistência última) e θu (rotação última) atingidos pela ligação (QUEIROZ et al, 2000 [12];
ALVES, 2000 [13]).
11..33 NNÓÓSS MMIISSTTOOSS ee LLiiggaaççõõeess MMiissttaass
O NÓ MISTO é aquele localizado na região de interseção de uma viga mista e outro
elemento (metálico, de concreto ou misto), tendo como característica principal a utilização da
laje armada na transmissão de momentos entre vigas adjacentes ou da viga para o suporte.
Tem-se como caso principal a armadura da laje de concreto sujeita à tração. Por outro lado,
pode-se ter também compressão na laje, como nos casos de pórticos deslocáveis, para efeitos
de ações horizontais. O NÓ MISTO pode conter uma ou mais ligações mistas.
Considera-se a ligação mista semirígida e parcialmente resistente, o que significa que a
resistência nominal da ligação é menor do que a resistência plástica da viga mista na região de
momento negativo (seção mista formada pelo perfil metálico e pelas barras de armadura).
Garante-se assim que, na análise limite, as rótulas plásticas irão se formar nas ligações das
extremidades da viga. Salienta-se que geralmente a resistência da ligação mista é da ordem de
30 a 50% da resistência da viga mista na região de momento positivo e de 60 a 90% da
resistência da viga mista a momento negativo (QUEIROZ et al, 2001 [16]).
111000
11..44 VVaannttaaggeennss ddaa UUttiilliizzaaççããoo ddaass LLiiggaaççõõeess MMiissttaass
Dentre as vantagens da utilização de ligações mistas podem-se citar as seguintes:
• Redução da altura das vigas (até 25% , com base em alguns projetos já realizados), a qual
pode ser importante para a integração da estrutura com as instalações de serviço. Se a
redução de altura tiver o objetivo de reduzir custos de revestimento, ela deve ser feita para
todas as vigas do piso. Já a redução da altura das vigas em apenas certas regiões, pode ser
necessária apenas para facilitar a integração da estrutura com as instalações de serviço;
• Redução do peso das vigas (até 30%, com base em alguns projetos já realizados);
• Redução de flechas e problemas de vibração, devido à ação conjunta com a laje de
concreto, dependendo de quanto foi reduzida a seção da viga;
• Grande chance de redução de custo da estrutura, devido à redução de peso;
• Controle de fissuras nas lajes, sobre as linhas de pilares e de vigas, devido ao uso de
armadura de reforço no concreto.
Basicamente, otimiza-se um perfil metálico para a fase antes da cura do concreto
(construção não-escorada) e, com a ligação mista, valida-se o mesmo perfil na fase após a
cura (viga mista).
Outra consideração importante é que as ligações rotuladas de vigas mistas exigem uma
armadura mínima para evitar fissuração exagerada da laje, que é contínua; com um pequeno
acréscimo desta armadura mínima, obtém-se uma armadura suficiente para a ligação mista
(QUEIROZ et al, 2001 [16]). Adicionalmente, com a ligação inferior presente na ligação mista,
garante-se o alinhamento das mesas inferiores das vigas.
11..55 LLiimmiittaaççõõeess ee RReeccoommeennddaaççõõeess ppaarraa oo uussoo ddee LLiiggaaççõõeess MMiissttaass
Mostra-se na FIGURA 1.7 duas situações típicas de módulos de vigamento para pisos de
edifícios. A SSituação 1 (FIGURA 1.7-a) permite obter vigas principais e secundárias com
alturas similares. A SSituação 2 (FIGURA 1.7-b) permite maior quantidade de vigas secundárias
com vãos menores, mais leves, porém, a viga principal será mais alta e mais pesada que a da
SSituação 1.
111111
FFIIGGUURRAA 11..77 –– AArrrraannjjoo ttííppiiccoo ddee uumm ppiissoo ((SSCCII--221133,, 11999988 [[77]]))
((aa)) SSiittuuaaççããoo 11
VViiggaa BB
VViiggaa AA
VViiggaa CC
((bb)) SSiittuuaaççããoo 22
VViiggaa AA
VViiggaa BB VViiggaa CC
LLEEGGEENNDDAA::
,, ,, ,, ,, LLiiggaaççõõeess nnããoo--mmiissttaass ,, ,, LLiiggaaççõõeess mmiissttaass
VViiggaa DD
111222
Podem-se citar as seguintes recomendações:
• A utilização de ligações mistas em pórticos deslocáveis deve ser limitada a edifícios de até
10 andares (LEON et al, 1996 [8]);
• O uso de ligações mistas nas direções dos eixos de maior e menor inércia do pilar pode
resultar em problemas de acomodação de armadura necessária, uma vez que a espessura da
laje de concreto é limitada. Assim, recomenda-se que as ligações em uma das direções seja
não-mista (FIGURA 1.7-a, ligações e FIGURA 1.7-b, ligações );
• As ligações não-mistas na extremidade da viga C (FIGURA 1.7-a) e nas extremidades
das vigas B e D (FIGURA 1.7-b) evitam as complexidades de detalhamentos para as almas
dos pilares externos, que aparecem quando a ligação é resistente à momento. Salienta-se
que a ligação na extremidade esquerda da viga A poderia ser mista, mas não o é por uma
questão de padronização de perfis (FIGURAS 1.7-a e 1.7-b);
• O uso de ligação não-mista na extremidade da viga B (FIGURA 1.7-a) e da viga C
(FIGURA 1.7-b) evita esforços de torção na viga externa, para os quais ela praticamente não
oferece resistência;
• As ligações (FIGURAS 1.7-a e 1.7-b) poderiam ser mistas, mas com locação de armadura
somente no lado interno do piso (FIGURA 1.8);
• Nas demais posições, as ligações , e podem ser mistas;
OOBBSSEERRVVAAÇÇÕÕEESS::
-- ÉÉ nneecceessssáárriioo hhaavveerr uummaa aarrmmaadduurraa ttrraannssvveerrssaall àà aarrmmaadduurraa pprriinncciippaall ddee uummaa lliiggaaççããoo
mmiissttaa ((FFIIGGUURRAA 11..99)),, ddeevviiddoo àà ffiissssuurraaççããoo aassssoocciiaaddaa aaoo eeffeeiittoo ddee PPooiissssoonn ((ddeevviiddoo àà
ccoonnttiinnuuiiddaaddee ddaa llaajjee nnaass dduuaass ddiirreeççõõeess,, ssuurrggeemm tteennssõõeess ddee ttrraaççããoo qquuee ssee ooppõõeemm àà
tteennddêênncciiaa ddee eennccuurrttaammeennttoo ttrraannssvveerrssaall:: LLEEOONN eett aall,, 11999966 [[88]] ee SSCCII--221133,, 11999988 [[77]]));;
-- NNoo ccaassoo ddee mmoommeennttooss ddeesseeqquuiilliibbrraaddooss aa aarrmmaadduurraa ttrraannssvveerrssaall àà pprriinncciippaall éé
nneecceessssáárriiaa ttaammbbéémm ppaarraa ggaarraannttiirr aa ttrraannssmmiissssããoo ddaa ffoorrççaa ddee ccoonnttaattoo eennttrree aa llaajjee ee oo
ppiillaarr ddoo llaaddoo aapprroopprriiaaddoo ((EECCCCSS--110099,, 11999999 [[1144]] ee SSCCII--221133,, 11999988 [[77]]));;
111333
FFIIGGUURRAA 11..88 –– LLiiggaaççããoo mmiissttaa eemm uumm ppiillaarr ddee eexxttrreemmiiddaaddee
FFIIGGUURRAA 11..99 –– AArrmmaadduurraa ttrraannssvveerrssaall àà aarrmmaadduurraa pprriinncciippaall ddee uummaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
• UTILIZAÇÃO ECONÔMICA: como comentado anteriormente, no caso de sistemas
indeslocáveis, procura-se projetar uma ligação mista tal que o perfil metálico necessário
para a fase antes da cura seja suficiente para a fase após a cura. Se a viga mista
correspondente a esse perfil puder resistir a todas as cargas (antes e depois da cura) na
situação birrotulada, evidentemente a ligação mista não se aplica.
11..66 TTiippooss ddee LLiiggaaççõõeess MMiissttaass AAççoo ee CCoonnccrreettoo
Apresentam-se nas FIGURAS 1.10 a 1.12 três tipos de ligações mistas. Nas FIGURAS 1.10-
b, 1.11-b e 1.12-a as ligações podem pertencer a sistemas deslocáveis. Salienta-se que o NÓ
mostrado na FIGURA 1.10-b constitui o escopo deste trabalho, onde se analisam apenas os
componentes da ligação mista (barras da armadura superior, conectores de cisalhamento,
ligação inferior e cantoneiras da alma). Não se analisam outros elementos da ligação que
afetam a sua rigidez (deformações locais da mesa e da alma do pilar na região comprimida
pela ligação inferior e na região comprimida pela laje de concreto, quando há desequilíbrio de
momentos, e cisalhamento local da alma do pilar).
OOBB
RRAA
:: PPÁÁ
TT IIOO
SSAA
VVAA
SS SSII ,,
22 0000 33
BB
HHTT EE
–– AA
RRQQ
UUII VV
OO CC
OODD
EE MM
EE EE NN
GGEE NN
HHAA
RRII AA
AArrmmaadduurraa ttrraannssvveerrssaall
AArrmmaadduurraa pprriinncciippaall
OOBB
RRAA
:: PPÁÁ
TT IIOO
SSAA
VVAA
SS SSII ,,
22 0000 33
BB
HHTT EE
–– AA
RRQQ
UUII VV
OO CC
OODD
EE MM
EE EE NN
GGEE NN
HHAA
RRII AA
AArrmmaadduurraa pprriinncciippaall
111444
((aa))
((bb))
((cc))
FFIIGGUURRAA 11..1100 --LLiiggaaççõõeess mmiissttaass ccoomm ccaannttoonneeiirraass ppaarraaffuussaaddaass nnaa aallmmaa ee nnaa mmeessaa iinnffeerriioorr ddaa vviiggaa
PPiillaarr ((eelleemmeennttoo ssuuppoorrttee))
VViiggaa pprriinncciippaall ((eelleemmeennttoo ssuuppoorrttaaddoo))
EEnnrriijjeecceeddoorr
VViiggaa pprriinncciippaall ((eelleemmeennttoo ssuuppoorrttee))
BBaarrrraass ddee aarrmmaadduurraa CCoonneeccttoorreess ddee cciissaallhhaammeennttoo
CCaannttoonneeiirraass ddaa
lliiggaaççããoo ddaa aallmmaa
CCaannttoonneeiirraass ddaa lliiggaaççããoo iinnffeerriioorr
VViiggaa sseeccuunnddáárriiaa ((eelleemmeennttoo ssuuppoorrttaaddoo))
111555
((aa))
((bb))
((cc))
FFIIGGUURRAA 11..1111 -- LLiiggaaççõõeess mmiissttaass ccoomm ccaannttoonneeiirraa ddee aasssseennttoo ppaarraaffuussaaddaa nnaa mmeessaa iinnffeerriioorr ddaa vviiggaa
111666
((aa))
((bb))
FFIIGGUURRAA 11..1122 -- LLiiggaaççõõeess mmiissttaass ccoomm cchhaappaa ddee eexxttrreemmiiddaaddee ddee aallttuurraa ttoottaall ((““fflluusshh eennddppllaattee””))
111777
As ligações mistas mostradas nas FIGURAS 1.13-a e 1.13-b pertencem a sistemas
indeslocáveis.
((aa)) LLiiggaaççããoo mmiissttaa vviiggaa--vviiggaa
((bb)) LLiiggaaççããoo mmiissttaa vviiggaa--ppiillaarr
FFIIGGUURRAA 11..1133 -- LLiiggaaççõõeess mmiissttaass uuttiilliizzaaddaass eemm ssiisstteemmaass iinnddeessllooccáávveeiiss
OOBB
RRAA
:: EEDD
II FFÍÍ CC
II OO DD
OO CC
OOLL ÉÉ
GGII OO
MMAA
GGNN
OO
UUNN
II BBHH
,, 2200 00
11 -- BB
HHTT EE
–– FF
OOTT OO
JJ .. AA
..
OOBB
RRAA
:: EEDD
II FFÍÍ CC
II OO DD
OO CC
OOLL ÉÉ
GGII OO
MMAA
GGNN
OO
UUNN
II BBHH
,, 2200 00
11 -- BB
HHTT EE
–– FF
OOTT OO
JJ .. AA
..
OOBB
RRAA
:: EEDD
II FFÍÍ CC
II OO DD
OO CC
OOLL ÉÉ
GGII OO
MMAA
GGNN
OO
UUNN
II BBHH
,, 2200 00
11 -- BB
HHTT EE
–– FF
OOTT OO
JJ .. AA
..
LLaajjee ccoonnccrreettaaddaa aattéé aaqquuii
OOBB
RRAA
:: EEDD
II FFÍÍ CC
II OO DD
OO CC
OOLL ÉÉ
GGII OO
MMAA
GGNN
OO
UUNN
II BBHH
,, 2200 00
11 -- BB
HHTT EE
–– FF
OOTT OO
JJ .. AA
..
222000
FFIIGGUURRAA 22..11 -- LLiiggaaççããoo mmiissttaa ppaarraa ssiisstteemmaass iinnddeessllooccáávveeiiss
FFIIGGUURRAA 22..22 -- LLiiggaaççããoo mmiissttaa ppaarraa ssiisstteemmaass ddeessllooccáávveeiiss oouu iinnddeessllooccáávveeiiss
Dentre os diversos métodos analíticos aproximados, cita-se o método dos componentes,
adotado pelo EUROCODE 3 (ENV 1993-1-1:1997 [26]) e que conduz a resultados bastante
satisfatórios. Este método consiste em dividir a ligação em seus componentes básicos, como
por exemplo, as armaduras, os conectores de cisalhamento, os elementos de ligação, os
parafusos, entre outros. O procedimento pode ser expresso em:
a) identificação dos componentes básicos relevantes da ligação, definidos como aqueles que
influenciam efetivamente o comportamento da ligação. Uma vez identificados, devem ser
agrupados conforme sua resposta à solicitação: tração, compressão, flexão e cisalhamento.
Cada um destes componentes ou grupo de componentes é representado por uma mola
translacional (ou, em certos casos, rotacional);
b) determinação das propriedades estruturais de cada um dos componentes, com base em
curvas derivadas de modelos mecânicos de diferentes níveis de
sofisticação, validados por resultados de ensaios e simulações numéricas. A resistência
222111
última, a rigidez de serviço e a capacidade de deformação são as propriedades mais
importantes;
c) combinação das propriedades dos componentes para a determinação das características da
ligação como um todo, obtidas com a associação, em série ou em paralelo, das molas
representativas de cada componente ou grupo de componentes, levando-se em conta o
equilíbrio e a compatibilidade de deslocamentos;
d) dividiram-se os componentes em três grupos: a armadura, os conectores de cisalhamento e
a ligação metálica. No caso da armadura, a largura efetiva da laje de concreto na região de
momento negativo determina quais barras participam da ligação mista.
22..11..11 LLaarrgguurraa eeffeettiivvaa ddaa llaajjee ddee ccoonnccrreettoo nnaa rreeggiiããoo ddee mmoommeennttoo nneeggaattiivvoo
Esta largura pode ser tomada, da mesma forma que nas vigas mistas contínuas, como
(L01 + L02)/8 de cada lado da viga mista, onde L01 e L02 são os comprimentos dos trechos de
momento negativo nas duas vigas mistas adjacentes (QUEIROZ et al, 2001 [16]). Para vigas de
borda, a largura efetiva do lado externo é igual ao balanço da laje ou (L01 + L02)/8, o que for
menor. Além de respeitar a largura efetiva, quando o suporte for um pilar, deve-se também
dispor as barras da armadura de forma que seu centro de gravidade, de cada lado da linha de
centro das vigas mistas adjacentes, fique a uma distância de 0,7bc a 2,5bc desta linha de centro
(EUROCODE 4, DRAFT 2000 [54]), sendo bc a largura do pilar na direção transversal às barras.
A seguir descrevem-se os componentes básicos da ligação mista e suas propriedades:
rigidez de serviço, resistência e capacidade de deformação.
22..11..22 BBaarrrraass ddaa aarrmmaadduurraa eennvvoollvviiddaass ppeelloo ccoonnccrreettoo ((ccoomm ““TTeennssiioonn SSttiiffffeenniinngg””))
As barras da armadura superior da laje, que trabalham junto com a ligação metálica para
reagir ao momento negativo, devem ter diâmetro mínimo de 12,5 mm (LEON et al, 1996 [8]) ou
16 mm (SCI-213, 1998 [53]). A razão desta diretriz está ligada à dutilidade destas barras, que é
maior para diâmetros maiores.
222222
Devido à contribuição do concreto tracionado entre as fissuras, a relação tensão-
deformação para a mesa de concreto armado apresenta uma rigidez superior à da armadura
sozinha. Tal efeito, denominado “Tension Stiffening”, implica em redução da capacidade de
deformação da armadura na presença do concreto.
22..11..22..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo
A rigidez de serviço das barras de armadura, conforme ECCS-109, 1999 [14], é dada por:
c
ssr h
EA2Fk ==δ
((22..11))
onde: As = área da seção transversal da armadura longitudinal dentro da largura efetiva da
mesa de concreto;
hc = largura do elemento de apoio;
Es = módulo de elasticidade do aço da armadura.
22..11..22..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa
A resistência última das barras de armadura, conforme ECCS-109, 1999 [14], é dada por:
sysur AfP =
((22..22))
onde: fys = limite de escoamento da barra de armadura;
Pur = resistência última da armadura.
22..11..22..33 CCaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo
Mostra-se na FIGURA 2.3 um gráfico onde se identificam as curvas tensão-deformação da
armadura isolada e da armadura envolvida pelo concreto. Na FIGURA 2.4 apresentam-se as
deformações que ocorrem na armadura e no concreto adjacente à fissura.
Na FIGURA 2.3 distinguem-se quatro regiões (ver também FIGURA 2.4):
222333
. Região A : tem-se o comportamento da seção não-fissurada onde as deformações e as
tensões podem ser calculadas pela teoria elástica linear. O concreto trabalha
integralmente junto com o aço e sua área é muito grande em relação à área de
aço;
FFIIGGUURRAA 22..33 -- DDiiaaggrraammaa ddoo ccoommppoorrttaammeennttoo iiddeeaalliizzaaddoo,, tteennssããoo--ddeeffoorrmmaaççããoo,, ddaa aarrmmaadduurraa
ttrraacciioonnaaddaa eennvvoollvviiddaa ppeelloo ccoonnccrreettoo ((HHAANNSSWWIILLLLEE,, 11999977 [[1177]])) . Região B : alcançando-se a resistência à tração do concreto, o aumento de carga na região B
provoca o aparecimento da primeira fissura e de fissuras subsequentes, havendo
um salto ∆εsr na deformação da armadura. O valor de ∆εsr é influenciado pela
dispersão da resistência à tração do concreto, pela taxa de armadura e pelo
comportamento de aderência entre a armadura e o concreto. Na seção da fissura,
a força normal Ns,cr atua só na armadura e causa diferentes deformações na
armadura e no concreto. Dentro do comprimento de introdução Lt , FIGURA 2.4,
a variação da aderência entre a armadura e o concreto reduz as diferentes
deformações e fora deste comprimento a diferença de deformação é nula. Assim,
o final deste estágio é quando não há mais formação de fissuras, pois já estão
definidas, e começam a aumentar as distâncias entre elas. Este tipo de fissuração
descrito é definido como formação inicial de fissuras (HANSWILLE, 1997 [17]);
AArrmmaadduurraa eennvvoollvviiddaa ppeelloo ccoonnccrreettoo
AArrmmaadduurraa iissoollaaddaa ββtt ∆∆εεssrr
AA BB CC DD
222444
. Região C : tem-se praticamente o mesmo número de fissuras, não havendo formação de
novas. As aberturas das fissuras vão aumentar. A barra de aço ainda está
resistindo elasticamente e o trecho da curva σ-ε é paralelo ao da curva do aço
isolado. Salienta-se que novas fissuras podem ocorrer somente se a capacidade
de aderência é suficiente para introduzir forças no concreto que alcancem a
resistência à tração do concreto entre estas fissuras. Assim, a aderência entre
fissuras reduz a deformação máxima da armadura, que ocorre nas localizações
das fissuras, causando o efeito “Tension Stiffening” entre as fissuras do concreto.
Este estágio de fissuração é definido como formação estabilizada de fissuras;
FFIIGGUURRAA 22..44 -- DDiissttrriibbuuiiççããoo ddee ddeeffoorrmmaaççããoo nnaa aarrmmaadduurraa ee nnoo ccoonnccrreettoo ffiissssuurraaddoo
((BBOODDEE eett aall,, 11999977 [[1188]]))
. Região D : o comportamento nesta região, após o escoamento da armadura, é influenciado
adicionalmente pela falta de aderência na localização das fissuras, pelo
alongamento da armadura próximo à carga máxima e pela razão entre a
resistência à tração do concreto e a resistência ao escoamento da barra da
armadura. Tem-se uma perda da rigidez , caindo praticamente para quase zero.
Salienta-se que, mesmo havendo a perda da aderência, a contribuição do
concreto é representativa porque a rigidez da barra de aço é praticamente nula.
CCOOMMEENNTTÁÁRRIIOO:: qquuaannttoo mmeennoorr ffoorr aa rreellaaççããoo áárreeaa ddee aarrmmaadduurraa//áárreeaa ddee ccoonnccrreettoo mmaaiioorr éé oo eeffeeiittoo
““TTeennssiioonn SSttiiffffeenniinngg””,, ccoomm ccoonnsseeqquueennttee rreedduuççããoo ddaa ccaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo..
εεcc ((xx))
BB ffoorrmmaaççããoo ddee uummaa ffiissssuurraa
NNss,,ccrrNNss,,ccrr
xx
εε
εεssrr11
LLtt LLtt
εεss22
∆∆ εεss rr
εεss22
ββ tt ∆∆
εε ssrr
εεssmm
εεcc ((xx))
εεss ((xx))
CC ffoorrmmaaççããoo eessttaabbiilliizzaaddaa ddee ffiissssuurraass NNss >> NNss,,ccrr
NNss NNss
xxssccrr,,mmiinn== LLtt
ssccrr,,mmaaxx == 22LLtt
εεss ((xx))
εεss22 εεssmm
c
ct
Ef
εε
222555
Para se determinar o alongamento da armadura (ur), apresenta-se a seguir procedimento do
ECCS-109, 1999 [14]:
ρτφα
sm
ctmct 4
fL =
((22..33))
onde: Lt = comprimento de transmissão ou de introdução;
fctm = resistência média à tração do concreto:
η3/2cktkctm )f(3,0ff == (quantil de 50%) ((22..44))
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛+=24
7,03,0 cγη (γc em kN/m3, fck em MPa) ((22..55))
φ = diâmetro das barras da armadura, não devendo ser usado φ < 12,5 mm;
τsm = tensão de aderência média ao longo do comprimento de introdução (CEB, 1990
[19]):
ctmsm f8,1=τ
((22..66))
ρ = taxa de armadura = c
s
AA
;
As = área da seção transversal da armadura;
Ac = área de concreto;
αc = fator que leva em conta a distribuição das tensões na espessura da laje de
concreto:
0
c
z2d1
1
+=α
((22..77))
d = espessura da mesa comprimida de concreto;
zo = distância vertical entre o centróide da mesa comprimida de concreto e o centróide
da seção mista (sem armadura), conforme FIGURAS 2.5-a e 2.5-b, ambas não
fissuradas;
222666
((aa)) VViiggaa mmiissttaa ccoomm ffôôrrmmaa mmeettáálliiccaa iinnccoorrppoorraaddaa àà llaajjee ((bb)) VViiggaa mmiissttaa ccoomm llaajjee mmaacciiççaa
FFIIGGUURRAA 22..55 -- DDiissppoossiiççããoo ddooss cceennttrróóiiddeess ddaa sseeççããoo mmiissttaa ee mmeessaa ccoommpprriimmiiddaa ddee ccoonnccrreettoo
As seguintes expressões são utilizadas para o alongamento da armadura ur (ECCS-109, 1999
[14], ver FIGURA 2.6):
smutr L2u :%8.0 ερ =< ((22..88))
smutc
rt L2h
222777
εsmu = deformação última da armadura envolvida pelo concreto (FIGURA 2.6);
δ0 = 0,8 para barras de alta dutilidade;
βt = 0,4 para cargas de curta duração, leva em conta o aparecimento e o aumento da
abertura das fissuras, reduzindo o efeito do “Tension Stiffening”;
Ecm = módulo de elasticidade do concreto.
FFIIGGUURRAA 22..66 -- AAlloonnggaammeennttoo ddaa aarrmmaadduurraa qquuee ooccoorrrree nnooss ccoommpprriimmeennttooss ddee iinnttrroodduuççããoo LLtt
Salienta-se que a EXPRESSÃO (2.8) só pode ser utilizada para 2h
L ct ≥ (ECCS-109, 1999
[14]). Normalmente isto só ocorre se houver taxas de armadura muito altas ou se hc for grande
(como para pilares). Desta forma, na prática sugere-se que a EXPRESSÃO (2.8) seja alterada para
(BODE et al, 1997 [18]):
smur Lu ε= ((22..1144))
a2hL c += (se L > 250 mm, usar L = 250 mm) ((22..1155))
onde: a´ = Lt ou distância do primeiro conector à face do elemento suporte, o que for menor
(FIGURA 2.6).
FFoorrççaa aabbssoorrvviiddaa ppeellooss ccoonneeccttoorreess
DDiissttrriibbuuiiççããoo ddee ffoorrççaa nnoorrmmaall nnaa bbaarrrraa ddee aarrmmaadduurraa
EEffeeiittoo ““TTeennssiioonn SSttiiffffeenniinngg””
222888
Salienta-se que para garantir um comprimento de introdução razoável, o primeiro stud deve
localizar-se, no mínimo, a 100 mm da face do elemento de apoio (SCI-213, 1998 [7]). Além
disto, para aplicar as EXPRESSÕES (2.14) e (2.15), as barras de armadura devem ser de aço CA -
50 com diâmetro mínimo de 12,5 mm.
22..11..33 CCoonneeccttoorreess ddee cciissaallhhaammeennttoo
22..11..33..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo
A rigidez de serviço depende do número de conectores na região de momento negativo:
αδ
scc
nkPk == (ECCS-109 - A.3.2, 1999 [14]) ((22..1166))
sc'
c k'nPk ==δ
(AHMED & NETHERCOT, 1997 [57]) ((22..1177))
onde: n = número de conectores na região de momento negativo necessário para
desenvolver a resistência das baras de armadura;
n’ = número de conectores na região de momento negativo necessário para
desenvolver a resistência das barras de armadura ou número real de conectores
nesta região, o que for menor (AHMED & NETHERCOT, 1997 [57]);
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: nneessttee ttrraabbaallhhoo nnããoo éé pprreevviissttoo nnúúmmeerroo ddee ccoonneeccttoorreess iinnffeerriioorr aaoo
nneecceessssáárriioo ppaarraa ddeesseennvvoollvveerr aa rreessiissttêênncciiaa ddaass bbaarrrraass ddee aarrmmaadduurraa,, ppoorrttaannttoo,,
nn’’ == nn;;
ksc = 100 kN/mm para conectores φ =19 mm e ksc = 120 kN/mm para conectores
φ =22 mm (ECCS-109, 1999 [14]), em lajes maciças ou em lajes com fôrma
metálica para as quais Cred (NBR8800, 1986 [15], nervuras perpendiculares à
viga) for igual a um;
k’sc = 200 kN/mm para conectores φ = 19 mm (AHMED & NETHERCOT, 1997 [57]);
α = ( )( )( )1D
yd1
s ++−−
ξνν ((22..1188))
222999
ξ = s
2s
a
ADI ((22..1199))
ν = ( ) 2/1
a
2s1sc
EIDLnk1
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ +ξ ((22..2200))
sendo: d, y = conforme FIGURA 2.6;
L1 = distância da extremidade da viga à seção de momento nulo (~ 0,15L , QUEIROZ et
al, 2001 [16]);
As = área da armadura;
Ds = distância do centro de gravidade do perfil metálico ao centro de gravidade da
armadura;
Ia = momento de inércia do perfil metálico.
22..11..33..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa
A resistência última também depende do número de conectores na região de momento
negativo. Se a quantidade destes conectores for insuficiente na região mencionada, fica
comprometida a resistência última da ligação mista. Assim, a resistência dos conectores deve
ser igual ou superior à da armadura:
yss)B(
srkuc fAFnPP =≥=
((22..2211))
onde: Prk = resistência característica de um conector.
22..11..33..33 CCaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo
Apresenta-se a curva momento-rotação (ECCS-109, 1999 [14]) para uma ligação mista,
considerando-se um comportamento trilinear dos conectores, representado pelos trechos de
retas OABD (FIGURA 2.7).
333000
Na FIGURA 2.7, o ponto A corresponde ao escoamento do conector de cisalhamento mais
solicitado. O valor correspondente da força na armadura Fs(A) e o escorregamento entre a
extremidade da laje e a extremidade da viga s(A) podem ser calculados uma vez que a rigidez do
conector de cisalhamento ksc é conhecida.
FFIIGGUURRAA 22..77 -- CCuurrvvaa aapprrooxxiimmaaddaa OOAABBDD ((AARRIIBBEERRTT,, 11999966 [[2211]]))
O trecho da análise elástica até o ponto A é considerado válido até um valor máximo de
0,7 Prk (ECCS-109, 1999 [14]). Assim, tem-se:
sc
rk)A(
kP7,0
s =
((22..2222))
Com a rigidez kc do conjunto de conectores na região de momento negativo, EXPRESSÕES
(2.16) ou (2.17), obtém-se:
)A(c
)A(s skF =
((22..2233))
yss)B(
s fAF =
((22..2244))
O escorregamento s(B) da extremidade devido ao comportamento elastoplástico dos
conectores de cisalhamento entre A e B pode ser considerado igual a:
)A(s
)B(s)A()B(
c FF
s2su == (ECCS-109- A.3.4, 1999 [14]) ((22..2255))
Na EXPRESSÃO (2.25) a rigidez secante no ponto B ( ))B()B(
s sF é tomada igual à metade da
rigidez de serviço ( ))A()A(s sF .
MMoommeennttoo
RRoottaaççããoo
OO
AA
BB
DD
333111
22..11..44 LLiiggaaççããoo ppaarraaffuussaaddaa eennttrree aa mmeessaa iinnffeerriioorr ee aa ccaannttoonneeiirraa
O comportamento da ligação parafusada entre a desta ligação é pouco explorado pela
bibliografia. Existem estudos feitos para o comportamento de um parafuso sujeito a
cisalhamento simples (EASTERLING & REX, 1996 [22] e [23] e RICHARD et al, 1980 [24]).
Em trabalhos anteriores (QUEIROZ et al, 2000 [12]), considerou-se para o comportamento
da região inferior a metodologia de ELSATI & RICHARD, 1996 [60]. Mas este procedimento deve
ser melhorado para o caso em questão, devido a algumas inconsistências inerentes (QUEIROZ &
MATA, 2000 [25]) e ao fato dos ensaios terem sido feitos para duas chapas sobrepostas,
interligadas com um parafuso e sujeitas a forças opostas de tração. Na ligação analisada a força
é de compressão. Além disto, existem algumas combinações de espessuras e materiais de
chapas que não foram consideradas nos ensaios (RICHARD et al, 1980 [24]). Nestes ensaios,
inicialmente Richard aplicou uma pré-carga com os parafusos na condição de pré-aperto, de
forma que se estabelecesse o contato entre parafusos e furos. Aplicou-se, então, a protensão nos
parafusos para realizar o ensaio. Entretanto, caso a protensão não seja aplicada, a relação
carga-deslocamento não sofre alteração substancial (QUEIROZ & MATA, 2000 [25]). Com base
caso a basTni59m( 3919.4763 0 0 9.48 264.36 598.0403 Tm0.0021 Tc0 Tw19194 3919.4763 0 0 0 12 389.76 411.7403 Tm0m0ROZ 3919.4763 0 0 9.48 399.12 411.7402069.4 3919.4763 0 00 0 12 305.4 598.040321TT4 13919.4763 0 0 9.( os)]94.5403 Tm0.0003 Tc0 Tw250(R)3919.4763 0 0 9.(6-28.9519.5403 Tm-m0.000000 Tw5(opu TD32 Tw1cia200075(b5(t.4(equ75 Tw Tcix[(ser c0urv)5.1(açãoSAT80cedimento deve )T2(u)]TJ128 -1.72m076rão. TcF0foram)[(caso a basTni53.Tw(I09.4763 0 0 9.45 339.36 494GUR 556.6403 Tm0.0015 T/TT( 3I09.4763 0 0 9.12 349.74 3 -1.7( m(0.0888 Twando(, 20.00 p)scor0.a556.61 T462. Entr0 0 12 403.08 12 -1.725e ao4)5.5194 com) TD0.0ra o casà0.l5.7[(, 0009 25]). C3m)845rotensão nos )]TJ-19-0 9.12 3.7(já5]hr mcor ca: 9.48ET9.3G1 Jcarj .955 w 10 M []0 d1 i 28CHARD288(R)m3Tm2RD288(R)l3w(Z 3079.4 m334.92 3079.4 lSos 4)Tjw 26ten03 T7T4 1m33ao443 T7T4 1lSoBT/F1carga-deslo45 0 4.1013)]TJ9cas36f1Z 31TT46TJ-0 0 0 1.36 49�c0 T4é-ap3roten40ão no9�c0 T8 T345r(A957o no9�c0 T du61.45(t)552o no9�c0 cada, a re603 T20.00603 77al 9.803 T1T46TJ-0 c00 T4é117prote6291o no9n00 0 9.(M)1941.45no9100 Ttens4rote13( no9n00 -2.4017 T4é132( no90c0 T8 l �r(460845no9100 TTJ973 4.10745no9100 deslo45 0 0)]TJ9cas349.8 31TT46TJ-0 (K00 T4é5582 -TTOZ 5no9Rc0 T8 l4T2194354 5no9K00 Ttelo4445(t)552o no9100 d.8713)TT4509 5no9K00 T3.69ATA5(t)552o no9)00 Tte3s en0o no9(c0 T8 59TJ0 5no9Rc0 /F1carga-9.8190 5no9+c0 cad11carga-Tte3059 -TT32Z 5no<00bb>0 0 .99594.5no<00bb>0 0 Tte3504.5no<00bc>0 0 2e3s 7.5no<00ba>0 T di53cedimo45Z 5no<00ab>0 0 .99594.5no<00ab>0 0 Tte3504.5no<00ac>0 0 2e3s 7.5no<00aa>0 49513rote3854.5no<00b8>0 0 .94601.5no<00b8>0 0 ote1094.5no<00b9>0 0 ten455.5no<00b7>0 -2.4968 ote1004.5no<00a8>0 0 .94601.5no<00a8>0 0 ote1094.5no<00a9>0 0 ten455.5no<00a7>0 /F1carga-T8 7355.T8 7)T2(uno9+c0 dimo4444(A957o no9=c0 Tw(carga-deslocamento)Tj374ROZ 29Tw8TJ-0 0.75294 g 0 9.480 g -0 9J0.04.5no0 9.480.75294 g 1(t) Tf.T8 465o no9(c0 0 g -0 9J0.04.5no0(c0 0.75294 g 8 l752 -0.04.5no02c0 0 g -0 9J0.04.5no02c0 0.75294 g 8 11.2 -0.04.5no0.c0 0 g -0 9J0.04.5no0.c0 0.75294 g 8 2901.-0.04.5no02c0 0 g -0 9J0.04.5no02c0 0.75294 g 8 11.2 -0.04.5no06c0 0 g -0 9J0.04.5no06c0 0.75294 g 8 11.2 -0.04.5no0)00 0 g -0 9J0.04.5no0)c0 0.75294 g 8 l752 -0.04.5no0 9.480 g -0 9J0.04.5no0 9.48ET9.955 w 28CHARD2Tm7R)m3/TT9D2Tm7R)l361 9D2Tm7R)m313r2Tm7R)lSos 4)Tjw 27SATw231.2 1m33basw231.2 1lSoBT/ad11carga-deslo45 0 0)]TJ9cas334.340200 [0763 0 <00b8>0 0 .94852o no<00b8>0 0 ote1294.5no<00b9>0 0 ten655.5no<00b7>0 -49513rote1294.5no<00a8>0 0 .94852o no<00a8>0 0 ote1294.5no<00a9>0 0 ten655.5no<00a7>0 /F1carga-TJu61.T8 7152o no9Šc0 dim075032TO0745no9Š00 -2.5068 o(t)3T2(uno9=c0 Twa, a re603 T20.00603 77al26.8m-7du6763 0 0100 0 9515r(683745no900 T4é1ced(683745no9000 0 9429r(469445no9100 deslo45 0 0)]TJ9cas310m0Ru6763 0 0Kc0 T8 0751ca1Z55.5no0Kc0 TTm(15rote1Z55.5no0R00 0 955 194104.5no0Rc0 dim421.-0.66T2(uno9ln00 3m)82332TO0745no92c0 T8 T257o0(uno9ln00 -TT/TT6o(t)3T2(uno9nc0 Tw(carga-deslocamento)Tj34m2RD2Tm72763 0 0 75294 g 0 9.480 g -0 9J0.04.5no0 9.480.75294 g 13Ru6750.035o no9(c0 0 g -0 9J0.04.5no0(c0 0.75294 g 8 l752 -0.04.5no02c0 0 g -0 9J0.04.5no02c0 0.75294 g 8 11.2 -0.04.5no0.c0 0 g -0 9J0.04.5no0.c0 0.75294 g 8 2901.-0.04.5no02c0 0 g -0 9J0.04.5no02c0 0.75294 g 8 11.2 -0.04.5no07c0 0 g -0 9J0.04.5no07c0 0.75294 g 8 11.2 -0.04.5no0)00 0 g -0 9J0.04.5no0)c0 0.75294 g 8 l752 -0.04.5no0 9.480 g -0 9J0.04.5no0 9.48-3594845ro3HARD5no0 9.48-1t)557rote8o nos )]11-19-0 9.636 49onde: 9.48Twa, a redeslo45 0 0)]TJ9cas128 11 147e62763 0 0 0 12 403.036 49R, c0 /F1carga-deslo45 0 4.1013)]TJ9cas133.(M)147e62763 0 0 0 12�c0 Tw(carga-deslocamento)Tj1412RD147e62763 0 00 127-19-0 9.16-1.725 )20 di(=0.rça e2 Tw2( um[(serfus p)ra sloca2 Tw2(ecom)asso0.d)55(o cesta0.rça, respectiv)55(a2 Tw2(ecoe;25]). 4(6819-ten65o nos403.036 49 9.48Twa, a redeslo45 0 0)]TJ9cas128 11 126.44763 0 0Kc0 7.9767 0 0)7.9Tni2TwTj124.94763 0 0100 deslo45 0 0)]TJ9cas132 11 126.44763 0 00 127-198 1198-1.725 = )528 3(k5]).7.9767 0 0)7.9Tni5Tw2Tj124.94763 0 s403.036 49i00 deslo45 0 0)]TJ9cas160o443126.44763 0 00 123-19-0 9.1136 49 – Kc0 7.9767 0 0)7.9Tni80asw124.94763 0 s403.036 49pc0 Tw(carga-deslocamento)Tj184o443126.44763 0 00 12J-19-0 9.12 3.7( , sencas9.48Twa, a redeslo45 0 0)]TJ9cas)84(463126.44763 0 0403.036 49kc0 7.9767 0 0)7.9Tn229.8 124.94763 0 0ic0 Tw(carga-deslocamento)Tj232 023126.44763 0 00 126-19-0 9.15-1.725 a rig)540ic-ten(dez elástica ini0.lp)r5]).Twa, a redeslo45 0 0)]TJ9casu673126.44763 0 0403.036 49Kc0 7.9767 0 0)7.9Tn367.9Tni24.94763 0 0pc0 Tw(carga-deslocamento)Tj3723126.44763 0 00 126-19-0 9.21-1.725 a rigdez plástica;25]). 2TT198-Ttens5o nos403.036 49 9.48Twa, a redeslo45 0 0carga-deslocamento
333222
FFIIGGUURRAA 22..88 -- RReellaaççããoo ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo ddee EELLSSAATTII && RRIICCHHAARRDD,, 11999966 [[6600]]
Salienta-se que a EXPRESSÃO (2.26) é aplicável para pórticos indeslocáveis ou deslocáveis
sem inversão do momento negativo.
22..11..44..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo
Segundo o procedimento de RICHARD et al, 1980 [24]:
21
21ai tt
ttE2k+
=
((22..2288))
sendo: t1 , t2 = espessuras das chapas da ligação com um parafuso.
Ressalta-se que para mais de um parafuso, ki da EXPRESSÃO (2.28) deve ser corrigido.
Conforme o ANEXO J do EUROCODE 3 (ENV 1993-1-1:1997 [26]), considerando-se que a
folga entre os parafusos e os furos tenha desaparecido na fase de concretagem, sem
escoramento, e desprezando-se a rigidez à flexão da aba da cantoneira, tem-se a seguinte
rigidez de serviço (QUEIROZ et al, 2001 [16]):
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
=
b2p1p
i
k1
k1
k1
nk ((22..2299))
KKpp kkii
RR
RR11
∆∆
RR00
nn
333333
onde: n = número de linhas com 2 (dois) parafusos, transversais à direção da força;
1ub1ts1p fdkk24k = ;
2ub2ts2p fdkk24k = ;
m
2bub
b ddf16k = ;
25,1375,0d4Sk
bs ≤⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+= (parâmetro associado ao rasgamento entre furos; não existe
rasgamento entre furo e borda em juntas comprimidas);
5,2d
t5,1k
m
1p1t ≤= ;
5,2d
t5,1k
m
2p2t ≤= ;
db = diâmetro dos parafusos;
fu1, fu2 = limites de resistência à tração dos aços estruturais da cantoneira e da mesa
inferior, respectivamente;
fub = limite de resistência à tração do aço dos parafusos;
dm = 1,6 cm (diâmetro de referência);
S = espaçamento entre parafusos na direção da força;
tp1, tp2 = espessuras da cantoneira e da mesa inferior da viga, respectivamente.
22..11..44..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa
Na determinação da resistência última da ligação inferior, deve-se determinar o menor
valor dentre os seguintes: resistência dos parafusos (corte e esmagamento do furo), resistências
da mesa inferior e da cantoneira inferior de assento à força de compressão.
Determina-se a resistência da mesa inferior sujeita à força de compressão com base na
resistência à pressão de contato (NBR8800, 1986 [15]). O uso desta resistência à pressão de
contato deve-se ao fato da presença da alma da viga provocar uma redistribuição de esforços.
Assim, torna-se necessário que a solda de constituição do perfil da viga (mesa inferior/alma)
seja dimensionada de forma a resistir ao cisalhamento associado à redistribuição mencionada.
333444
Normalmente dimensiona-se a ligação de forma que a pior situação seja a resistência última
dos parafusos (corte e esmagamento). Assim, a resistência última é dada por:
ultui nRP =
fiy Af5,1≤
((22..3300))
onde: n, Rult = número de parafusos e resistência última de um parafuso, respectivamente;
fy e Afi = limite de escoamento e área da seção da mesa inferior.
Devido à rotação da viga, aparece um momento na cantoneira inferior de assento. Sua
influência, entretanto, é normalmente desprezada, por ser pequena.
22..11..44..33 CCaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo
Limita-se o maior valor de deslocamento horizontal ui na ligação em 4 mm, com base em
EASTERLING & WAY, 1996 [23], excluído o escorregamento devido à folga dos furos. Este
número, conforme ensaios realizados no LAEES (ANEXO A – RELATÓRIO DE ENSAIO DAS
LIGAÇÕES PARAFUSADAS - RLP) deve ser reduzido para 3 mm.
22..11..55 LLiiggaaççããoo ppaarraaffuussaaddaa ddaa aallmmaa ddaa vviiggaa
A ligação parafusada da alma da viga tem como função principal absorver a força cortante
da viga. Esta ligação contribui pouco para o momento fletor.
22..11..55..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo
A linha neutra elástica pode estar abaixo da cantoneira da alma ou cortando a mesma.
Assim, a cantoneira pode apresentar-se toda sob tração ou sob tração e compressão. A rigidez à
tração é diferente da rigidez à compressão, pois, neste caso tem-se contato contra a superfície
de apoio.
333555
CHEN1 apud LORENZ et al, 1993 [28] estudou a ligação metálica mostrada na FIGURA 2.9,
propondo uma expressão exponencial para a relação momento-rotação, a partir do modelo
mostrado na FIGURA 2.10, onde não há deslocamento da cantoneira inferior e a cantoneira da
alma encontra-se totalmente tracionada. Este estudo não corresponde à situação ideal na ligação
mista, uma vez que sobrecarregaria os parafusos da ligação inferior .
A relação momento-rotação de uma cantoneira da alma, totalmente tracionada, mostrada na
FIGURA 2.11, pode ser obtida por:
( )( ) r2
w233
23w
w t78,0ggdEI6
M θ+
=
((22..3311))
Assim, a parcela de rigidez inicial referente a uma cantoneira de alma totalmente
tracionada será dada por:
( )( )2
w233
23w
r
wiw t78,0gg
dEI6dθ
dMkc
+===
((22..3322))
onde: Iw = Lw tw3/12;
d3 = Lw/2 + y2 + tw/2;
g3 = G – tw/2 - dpo/2;
dpo = diâmetro do círculo inscrito na porca (parafusos da alma);
Lw , tw , y2 ,G = dimensões das cantoneiras da alma.
Como mencionado anteriormente, a EXPRESSÃO (2.32) é válida para uma ligação com a
cantoneira da alma toda tracionada, devendo, assim, hhaavveerr uummaa aaddaappttaaççããoo ppaarraa oo ccaassoo ddaass
ccaannttoonneeiirraass ddaa aallmmaa eessttaarreemm iinnsseerriiddaass eemm uummaa lliiggaaççããoo mmiissttaa..
1 KISHI, N., CHEN, W. F., MATSUOKA, K. G., NOMACHI, S. G., 1987. MMM ooo mmm eee nnn ttt --- RRR ooo ttt aaa ttt iii ooo nnn RRR eee lll aaa ttt iii ooo nnn ooo fff TTT ooo ppp aaa nnn ddd SSS eee aaa ttt AAA nnn ggg lll eee www iii ttt hhh DDD ooo uuu bbb lll eee WWWeee bbb AAA nnn ggg lll eee CCC ooo nnn nnn eee ccc ttt iii ooo nnn sss ... Structural Engineering Report No. CE-STR-87-16, School of Civil Engineering, Purdue University, West Lafayette, Ind.
333666
FFIIGGUURRAA 22..99 -- LLiiggaaççããoo ccoomm ccaannttoonneeiirraass ssuuppeerriioorr,, dduuppllaass nnaa aallmmaa ee ddee aappooiioo
FFIIGGUURRAA 22..1100 -- DDeeffoorrmmaaççããoo ddaass ccaannttoonneeiirraass ssuuppeerriioorr,, ddee aallm a , em
333777
FFIIGGUURRAA 22..1111.. MMooddeelloo ddaa ccaannttoonneeiirraa ddee aallmmaa ddeeffoorrmmaaddaa ((LLOORREENNZZ eett aall,, 11999933 [[2288]]))
Por simplicidade, pode-se considerar que a rigidez inicial das duas cantoneiras tenha sido
completamente esgotada na fase de concretagem, sem escoramento, com plastificação das
cantoneiras. Assim, na fase final de ligação mista, as cantoneiras da alma deformam-se para as
cargas aplicadas após a cura, sem acréscimo de sua solicitação (rigidez nula, c = 0, conforme
QUEIROZ et al,2001 [16]).
22..11..55..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa
No caso mostrado na FIGURA 2.12-a, a solicitação resultante no par de cantoneiras é uma
força horizontal excêntrica; a intensidade e o ponto de aplicação desta força podem ser
determinados pelo processo dado em LORENZ et al, 1993 [28]. Esta situação deve ser evitada,
porque resulta em solicitação muito elevada da ligação da mesa inferior, no caso da ligação
mista. No caso mostrado na FIGURA 2.12-b, a solicitação resultante no par de cantoneiras é um
momento, com tração acima da linha neutra plástica e compressão abaixo; a intensidade e o
ponto de aplicação da tração podem ser determinados pelo processo dado em LORENZ et al,
LLiinnhhaa ddee eennggaassttee
AAbbaa ccoonneeccttaaddaa àà aallmmaa ddaa vviiggaa
AAbbaa ccoonneeccttaaddaa àà mmeessaa ddoo ppiillaarr
ggcc qq11
qquu
PPww
δδ11
δδuu
∆∆ww
gg33
DD
ttww
2Lw
LLww
333888
1993 [28]. A compressão, igual à tração, é a resultante das tensões de compressão na região
comprimida.
((aa)) LLNNPP aabbaaiixxoo ddaa ccaannttoonneeiirraa ddaa aallmmaa ((bb)) LLNNPP ddeennttrroo ddaa ccaannttoonneeiirraa ddaa aallmmaa
FFIIGGUURRAA 22..1122 -- PPoossiiççããoo ddaa lliinnhhaa nneeuuttrraa pplláássttiiccaa ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000011 [[1166]]))
A posição da resultante das tensões de compressão (FIGURA 2.13) pode ser obtida pelas
EXPRESSÕES (2.33) e (2.34), para distribuição elástica e distribuição elastoplástica de tensões,
respectivamente.
cc d32y ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛= ppaarraa cwypw dtfV ≤ ((22..3333))
pw
22
cwyc V3)22(dtfy αα −+= ppaarraa cwypwcwy dtf2Vdtf << ((22..3344))
((ssee VVppww >> 22 ffyy ttww ddcc ,, aa lliiggaaççããoo ddeevvee sseerr aalltteerraaddaa))
onde: 1dtf
V
cwy
pw −=α ;
Vpw = resultante das forças de tração ou de compressão nas duas cantoneiras.
LLww LLww
LLNNPP
LLNNPP
yy
yy
333999
A resistência última do par de cantoneiras a momento, considerando a LNP cortando as
cantoneiras é, então:
)yy(VM ctpwuw +=
((22..3355))
FFIIGGUURRAA 22..1133 -- DDiissttrriibbuuiiççããoo ddaa ffoorrççaa ccoorrttaannttee pplláássttiiccaa ee ddaass tteennssõõeess ddee ccoommpprreessssããoo nnaass
ccaannttoonneeiirraass ddaa aallmmaa ssoobb ttrraaççããoo ee ccoommpprreessssããoo ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000011 [[1166]]))
22..11..55..33 CCaappaacciiddaaddee ddee ddeeffoorrmmaaççããoo
As cantoneiras da alma não limitam a capacidade de deformação da ligação mista, por
apresentarem grande dutilidade, acompanhando as deformações dos demais componentes da
ligação sem sofrer ruptura.
22..11..66 RReessuummoo ddooss ccoommppoonneenntteess
Apresenta-se na TABELA 2.1 um resumo dos componentes básicos da ligação mista.
CCaannttoonneeiirraass ddaa aallmmaa
LLww LLNNPP
TTeennssõõeess ddee ccoommpprreessssããoo
ddtt
ddcc yycc
yytt VVppww
VVppuu
VVppll
yy
444000
TTAABBEELLAA 22..11 –– RReessuummoo ddooss ccoommppoonneenntteess bbáássiiccooss ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
RRIIGGIIDDEEZZ DDEE SSEERRVVIIÇÇOO RREESSIISSTTÊÊNNCCIIAA ÚÚLLTTIIMMAA CCAAPPAACCIIDDAADDEE DDEE DDEEFFOORRMMAAÇÇÃÃOO
c
ssr h
EA2Pk ==δ
sysur AfP = smur Lu ε=
AArrmmaadduurraa EECCCCSS--110099--JJ..4488,,11999999 [[1144]] EECCCCSS--110099-- AA22..22,, 11999999 [[1144]] LL == BBOODDEE eett aall,, 11999977 [[1188]]
εεssmmuu == EECCCCSS--110099--AA22..22,, 11999999[[1144]]
αδsc
cnkPk ==
sc'
c k'nPk ==δ
yss
)B(srkuc fAFnPP =≥=
)A(
s
)B(s)A()B(
c FF
s2su == CCoonneeccttoorreess
EECCCCSS--110099,, 11999999 [[1144]] AAHHMMEEDD && NNEETTHHEERRCCOOTT,, 11999966 [[5577]] EECCCCSS--110099,, 11999999 [[1144]] EECCCCSS--110099--AA..33..44,,11999999[[1144]]
0c = )yy(VM ctpwuw += -- CCaannttoonneeiirraass ddaa aallmmaa
PPaarraa ssiisstteemmaass nnããoo--eessccoorraaddooss CCHHEENN aaddaappttaaddoo ((LLOORREENNZZ eett aall,, 11999933 [[2288]])) NNããoo aaffeettaa aa lliiggaaççããoo mmiissttaa
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
=
b2p1p
i
k1
k1
k1
nk
fiyubui Af5,1nPP ≤= ⎩⎨⎧
=+mm4*mm3
ui CCOO
MMPP OO
NNEE NN
TT EESS
DDAA
LL IIGG
AA ÇÇÃÃ OO
MMII SS
TT AA
LLiiggaaççããoo ddaa mmeessaa
iinnffeerriioorr AANNEEXXOO JJ ddoo EEUURROOCCOODDEE 33 ((EENNVV
11999933--11--11::11999977 [[2266]])) AAIISSCC –– LLRRFFDD ,, 11999944 [[5588]] ** EEnnssaaiiooss ((AANNEEXXOO AA--RRLLPP)) ++ EEAASSTTEERRLLIINNGG && WWAAYY,, 11999966 [[2233]]
22..22 CCoommppoorrttaammeennttoo ddaass LLiiggaaççõõeess MMiissttaass
A análise de ligações mistas com base nos componentes, no caso, armadura, conectores,
ligação inferior e ligação da alma, apresenta resultados bastante coerentes com os resultados
experimentais (QUEIROZ et al, 2000 [12]) para sistemas sujeitos a cargas verticais e um ciclo de
carregamento apenas. A qualidade das respostas da ligação (rigidez, resistência e capacidade de
rotação) depende da qualidade das informações sobre os componentes individuais da ligação
apresentados anteriormente. Informações sobre tais componentes, extraídas do ECCS-109, 1999
[14], EASTERLING & REX, 1996 [22] e LORENZ et al, 1993 [28], tiveram sua precisão
comprovada nas comparações finais com ensaios experimentais (ALVES, 2000 [13]).
Nos 10 (dez) ensaios já realizados no DEES (ALVES, 2000 [13]), não foram aplicados
carregamentos cíclicos e também não houve a preocupação de medir com precisão a rigidez de
descarregamento (ver FIGURAS 2.14, 2.15, 2.16 e 2.17 e TABELA 2.2 - QUEIROZ et al, 2000
[12]).
No Brasil têm sido feitos ensaios de ligações semirígidas, porém não de ligações mistas.
Para citar alguns: CARVALHO et al, 1998 [73] e LIMA et al, 1999 [74].
444111
TTAABBEELLAA 22..22 –– CCoonnffiigguurraaççõõeess ddooss mmooddeellooss ddaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass eennssaaiiaaddooss nnoo DDEEEESS
((AALLVVEESS,, 22000000 [[1133]]))
MMooddeelloo MMPPLLTT11 MMooddeelloo MMPPLLTT22
PPEERRFFIILL PPIILLAARR SSUUPPOORRTTEE PPSS550000xx225500xx1166xx88 PPSS440000xx220000xx1122,,55xx66,,33
PPEERRFFIILL VVIIGGAA AAPPOOIIAADDAA 22PPSS335500xx113300xx66,,33xx44,,7755xx11664400 22PPSS335500xx113300xx66,,33xx44,,7755xx11664400
AARRMMAADDUURRAA 44 φφ 1122,,55 mmmm ttrraacciioonnaaddaa
44 φφ 1122,,55 mmmm ttrraacciioonnaaddaa
LLIIGGAAÇÇÃÃOO AALLMMAA DDAA VVIIGGAA
33 φφ == 33//44”” 22LL44””xx44””xx55//1166””xx223300
33 φφ == 33//44”” 22LL44””xx44””xx55//1166””xx223300
LLIIGGAAÇÇÃÃOO MMEESSAA IINNFFEERRIIOORR DDAA VVIIGGAA
44 φφ == 33//44”” LL115522,,22xx110011,,22xx99,,55xx220000
44 φφ == 33//44”” LL115522,,22xx110011,,22xx99,,55xx220000
FFIIGGUURRAA 22..1144 -- FFiissssuurraass ddoo mmooddeelloo MMPPLLTT22 ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000000 [[1122]]))
Curvas Momento-RotaçãoLigação Mista Viga-Pilar -MPLT1
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
-1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
Rotação (miliradianos)
Mom
ento
(kN
.cm
)
RCDT's
Curvas Momento-Rotação Ligação Mista Viga-Pilar - MPLT2
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
-2 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52
Rotação (miliradianos)
Mom
ento
(kN
.cm
)
RCDT's
FFIIGGUURRAA 22..1155 -- CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo -- mmooddeellooss MMPPLLTT11 ee MMPPLLTT22 ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000000 [[1122]]))
Curvas Momento-Rotação Ligação Mista Viga-Viga - MV2
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
-1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47
Rotação (miliradianos)
RCDT'sANSYSv5.4
Curvas Momento-RotaçãoLigação Mista Viga-Pilar -MPLT1
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
-1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
Rotação (miliradianos)
RCDT'sANSYSv5.4
FFIIGGUURRAA 22..1166 -- CCoommppaarraaççããoo ddee rreessuullttaaddooss nnuumméérriiccooss ee eexxppeerriimmeennttaaiiss ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000000 [[1122]]))
444222
Foi proposta, assim, a realização de 8 (oito) ensaios, cada um com 4 (quatro) a 5 (cinco)
ciclos de carregamento-descarregamento-recarregamento, com o objetivo de associar as
rigidezes de descarregamento e recarregamento com a rigidez de serviço, e de verificar o grau
de degeneração de rigidez das ligações. Desta forma, foram obtidas as informações físicas
necessárias para estabelecer a curva momento-rotação completa da ligação, além de se poder
confirmar resultados previsíveis (rigidez de serviço, resistência última e capacidade de
rotação). Ressalta-se que a rigidez de descarregamento e a rigidez de serviço são bastante
elevadas (a ligação é praticamente rígida nas classificações usuais).
22..22..11 RRiiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ((rreellaaççããoo MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo))
Para cada elemento da ligação mista calcula-se a rigidez separadamente, conforme
apresentado anteriormente, e determina-se a rigidez da ligação completa.
Mostra-se na FIGURA 2.17 o modelo para determinação da rigidez do conjunto para o caso
em que na cantoneira da alma atua apenas um momento fletor(QUEIROZ et al, 2001 [16]).
FFIIGGUURRAA 22..1177 -- MMooddeelloo ppaarraa aa rriiggiiddeezz ddoo ccoonnjjuunnttoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
Na FIGURA 2.18 tem-se u’r , u’i e u’c iguais ao alongamento da armadura, deslocamento na
ligação inferior e escorregamento entre a laje e o perfil metálico, respectivamente, na situação
de serviço.
MM LLNN
yy
dd
FFrr
FFcc FFcc
ccθθ
FFii
444333
FFIIGGUURRAA 22..1188 -- MMooddeelloo ppaarraa ooss ddeessllooccaammeennttooss ddooss ccoommppoonneenntteess ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
Com r
rr k
F'u = , i
ii k
F'u = ,
c
cc k
F'u = , e com cir FFF == e θc)yd(FM r ++= , tem-se:
ydcMFr +
−= θ
((22..3366))
A rotação da seção extrema da viga é dada por BODE et al, 1997 [18]:
yd'u'u'u sir
+++
=θ
((22..3377))
OOBBSSEERRVVAAÇÇÕÕEESS::
aa)) aallgguunnss aauuttoorreess aapprreesseennttaamm oouuttrraa ffóórrmmuullaa ppaarraa aa rroottaaççããoo eexxttrreemmaa ddaa vviiggaa.. EEssttaa ffóórrmmuullaa éé
mmoossttrraaddaa aabbaaiixxoo ((CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]] ee EECCCCSS--110099,, 11999999 [[1144]]))::
d'u'u
yd'u cir +
++
=θ
((22..3388))
((ppoorr eessttee pprroocceeddiimmeennttoo nnããoo ssee oobbttéémm ppaarraalleelliissmmoo eennttrree aass sseeççõõeess eexxttrreemmaass ddaa llaajjee ee ddaa
vviiggaa));;
bb)) aa ddiiffeerreennççaa eennttrree aass EEXXPPRREESSSSÕÕEESS ((22..3377)) ee ((22..3388)) éé ppeeqquueennaa qquuaannddoo dd >>>> yy..
ccθθ
FFii
FFcc FFcc
FFrr
uu’’ii
uu’’rr
uu’’cc
uu’’rr
θθ
uu’’ii
MM LLNN
yyLLNN
uu’’cc
θθ
444444
Substituindo-se u’r , u’c , u’i e (2.36) em (2.37), obtém-se:
c
k1
k1
k1
)yd(M
icr
2
+
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=θ
((22..3399))
As rigidezes kr ,kc e ki, determinadas nos itens anteriores são rigidezes de serviço, conforme
já mencionado.
Obtém-se também a posição da linha neutra elástica da ligação, que deve ficar dentro da
altura das cantoneiras da alma para não sobrecarregar os parafusos da ligação inferior:
)'u'u'u(u' )yd(
ycir
iLNE ++
+=
((22..4400))
donde:
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
+=
ciri
LNE
k1
k1
k1k
)yd(y ((22..4411))
22..22..22 RReessiissttêênncciiaa úúllttiimmaa aa mmoommeennttoo
Estabelecendo-se que a soma das resistências dos conectores de cisalhamento na região de
momento negativo, bem como a resistência da ligação inferior, sejam superiores à das barras de
armadura, tem-se (para o caso em que na cantoneira da alma atua apenas momento):
uwsysu M)yd(AfM ++=
((22..4422))
onde: Muw = resistência última a momento das cantoneiras da alma (EXPRESSÃO 2.35, com
LNP dentro das cantoneiras);
fys = limite de escoamento do aço da armadura;
As = área da seção transversal da barra da armadura;
d, y = conforme FIGURAS 2.17 e 2.18.
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: éé nneecceessssáárriioo qquuee oo mmoommeennttoo qquuee pprroovvooccaa aa ffllaammbbaaggeemm ppoorr ddiissttoorrççããoo
((IITTEEMM 22..33..66)) sseejjaa ssuuppeerriioorr aa MMuu..
444555
22..22..33 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo ddiissppoonníívveell ((θθddiiss))
A capacidade de rotação disponível é obtida substituindo-se na EXPRESSÃO (2.37) os
valores últimos ur , uc e ui:
yduuu icr
dis +++
=θ
((22..4433))
onde ur , uc e ui são as capacidades de deformação já definidas para a armadura, os conectores
de cisalhamento e a ligação inferior, respectivamente.
Obtém-se também a posição da linha neutra plástica da ligação:
)uuu(u )yd(
yicr
iLNP ++
+=
((22..4444))
22..33 AAnnáálliissee ddee SSiisstteemmaass IInnddeessllooccáávveeiiss ccoomm LLiiggaaççõõeess MMiissttaass
22..33..11 CCoonnssiiddeerraaççõõeess ggeerraaiiss
Uma viga mista é contínua quando tem a seção de aço contínua sobre os apoios
intermediários (podendo ser uma viga ou um pilar), não havendo transferência significativa de
momentos fletores (devidos às cargas verticais) para os elementos suportes (JOHNSON, 1994
[33]). A armadura longitudinal sobre o apoio pode ser prevista somente para o controle de
fissuras, mas, se a mesma for composta de barras individuais, e não apenas de uma tela soldada,
tais barras podem contribuir para a resistência a momento da ligação, em combinação com uma
ligação metálica rígida (obtendo-se vigas contínuas) ou não-rígida (obtendo-se vigas
semicontínuas). Tais sistemas são analisados como indeslocáveis para cargas verticais. Sendo a
ligação metálica flexível ou semirígida, tem-se uma ligação mista em sistema indeslocável.
Salienta-se que quando for usada análise rígido-plástica global, com rótulas plásticas nas
ligações mistas, barras com pequeno diâmetro podem romper antes da rotação na região de
momento negativo da viga tornar-se grande o bastante para se desenvolver um mecanismo de
444666
colapso. Assim, estas barras devem ter pelo menos um diâmetro de 12,5 ou 16 mm (LEON et al,
1996 [8], SCI-213, 1998 [7] e JOHNSON, 1994 [33]), respectivamente. De maneira geral, uma
ligação mista tem que ter capacidade de rotação.
As vigas contínuas ou semicontínuas permitem a utilização de perfis mais baixos, pois as
deformações e as vibrações dos elementos do conjunto são reduzidas. Por outro lado, a análise
é mais complexa, já que há influência do carregamento de um vão no diagrama de momentos
fletores dos vãos adjacentes, além da rigidez e da resistência à flexão variarem ao longo do vão
da viga, devido à existência de concreto fissurado.
A análise de sistemas semicontínuos é similar à análise dos sistemas contínuos (ver
ITEM 1.1.2). Salienta-se que a resistência à flexão da viga semicontínua depende da resistência
a momento positivo da viga mista no vão e também da resistência a momento negativo da
ligação. Muitas vezes, a fase de construção em sistemas não-escorados é a fase mais crítica no
dimensionamento das vigas semicontínuas.
Tendo-se como elemento suporte uma viga, as duas vigas adjacentes a este elemento
suporte somente podem ter momentos iguais, uma vez que a viga não apresenta rigidez à
torção. Sendo o elemento suporte um pilar, as duas vigas adjacentes podem ter momentos
iguais ou diferentes (neste caso, o diferencial é absorvido pelo pilar). Caso as duas vigas
adjacentes no estado limite último resistam a cargas verticais, desprezando-se a parcela
absorvida pelo pilar, pode-se deixar de aplicar tal parcela no pilar (ver ITEM 4.2.2, OBS. a.2).
22..33..22 AAnnáálliisseess eelláássttiiccaa ee rrííggiiddoo--pplláássttiiccaa
AAnnáálliissee eelláássttiiccaa
Os estados limites de serviço (cálculo de flechas e vibrações) são verificados na fase
elástica, usando-se a relação momento-rotação ( M-θ ) correspondente ao momento fletor de
serviço e definida em 2.4.3 (rigidez de serviço = ligk , FIGURA 2.19).
444777
FFIIGGUURRAA 22..1199 -- FFaassee eelláássttiiccaa
Condição para aplicabilidade do método de cálculo elástico (QUEIROZ & MATA, 2000 [35]):
⎪⎩
⎪⎨⎧
≤
<
elástico) ntocomportame do (fim M7,0 a 6,0M
estrutura)da(barras f
ligulig
y.máxσ
Quando, para cargas nominais, ligulig M7,0 a 6,0M > e/ou ymáx f>σ , tem-se que fazer uma
análise elastoplástica (definindo-se a curva momento-rotação da ligação além da fase elástica)
ou alterar o projeto para atender às condições de aplicabilidade do método elástico. Devido à
dificuldade de se obter a curva M-θ na região não-linear, normalmente o projeto é alterado
quando ligulig M7,0 a 6,0M > . Quando ligulig M7,0 a 6,0M ≤ , porém, ymáx f>σ , é possível fazer
uma análise elastoplástica do sistema para determinação correta das flechas (QUEIROZ & MATA,
2000 [35] e [36]).
Salienta-se que para o cálculo das flechas em construções não-escoradas, tem-se que
superpor a fase de concretagem com a fase final (mista).
kklliigg””
PP11 qq
((MM))
00,,66 aa 00,,77 MMuulliigg
MMuulliigg
MM
θθ
PP22
kklliigg’’
kklliigg
444888
AAnnáálliissee rrííggiiddoo--pplláássttiiccaa
Quando uma viga tem extremidades total ou parcialmente engastadas, aplicando-se um
carregamento qualquer na viga, surgem momentos nos suportes (por exemplo conforme
mostrado na FIGURA 2.20) que, com o aumento da carga, podem atingir Mpl (momento plástico
total da viga ou da ligação). Caso a seção extrema (ou a ligação dela com o suporte) tenha
capacidade de girar plasticamente sem romper, mantendo Mpl, a distribuição de momentos
fletores pode ser alterada, transferindo-se mais momento para o vão da viga, com carregamento
crescente. Na FIGURA 2.20 Mpl(+) é o momento plástico positivo da viga mista.
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: nnoorrmmaallmmeennttee aa lliiggaaççããoo mmiissttaa tteemm rreessiissttêênncciiaa mmeennoorr ddoo qquuee aa ddaa vviiggaa.. AAssssiimm,, aa
rróóttuullaa pplláássttiiccaa sseemmpprree ssee ffoorrmmaarráá nnaa lliiggaaççããoo..
Este tipo de análise com redistribuição plástica de momentos até a formação de um
mecanismo plástico, é denominada análise rígido-plástica (ou análise limite).
Para a verificação dos estados limites últimos, utiliza-se para sistemas indeslocáveis com
ligações mistas a análise rígido-plástica (ou análise limite) conforme descrito a seguir.
FFIIGGUURRAA 22..2200 -- RReeddiissttrriibbuuiiççããoo pplláássttiiccaa ddee mmoommeennttooss fflleettoorreess
Aplica-se em cada extremidade da viga o momento correspondente à resistência de cálculo
da ligação mista; o carregamento é o carregamento de cálculo (qd , Pid na FIGURA 2.21).
qquu
MM
θθ
MMppll
θθddiiss
MMppll MMppll
MMppll ((++))
LL
CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo
2Lqu
2Lqu
(M)
444999
FFIIGGUURRAA 22..2211 -- AAnnáálliissee rrííggiiddoo--pplláássttiiccaa
Na FIGURA 2.21 tem-se:
Mdc = momento positivo de cálculo para a viga com as duas ligações mistas;
Mdc’ = momento de cálculo da viga biapoiada.
CCoonnddiiççããoo:: )(pldc M)FR(M +≤ φ ((22..4455))
onde φ é o coeficiente de ponderação da resistência e FR é um fator de redução (0,85 a 0,95),
devido à impossibilidade de plastificar totalmente a seção (ocorrência de deformação infinita,
FIGURA 2.22). Na FIGURA 2.22 a posição das LNP’s é figurativa, uma vez que esta posição
depende do nível de plastificação da seção.
Para que se desenvolva o momento máximo )(plM)FR( + no vão da viga, é necessário que
as extremidades da viga sofram rotações acentuadas (capacidade de rotação necessária da
ligação, ver ITEM 2.3.3).
((MM))
MM
θθ
MMddcc
MMddcc’’MMdd lliigg’’
MMdd lliigg””
PP11dd PP22dd
qqdd
MMdd lliigg’’==φφ MMdd lliigg””==φφ
MMuu lliigg
555000
FFIIGGUURRAA 22..2222 -- PPllaassttiiffiiccaaççããoo ddaa sseeççããoo ttrraannssvveerrssaall mmiissttaa ((iinntteerraaççããoo ttoottaall,, QQUUEEIIRROOZZ eett aall [[1166]]))
A capacidade de rotação necessária (θnec) tem que ser inferior à capacidade de rotação que
a ligação realmente possui, capacidade de rotação disponível (θdis). Se θnec for superior a θdis , a
ligação se rompe em algum momento antes de se atingir )(plM)FR( + no vão da viga.
Salienta-se que a viga teria que ser CLASSE 1 (NBR8800, 1986 [15]) caso a rótula plástica
se formasse na viga, porque está-se trabalhando com momentos plásticos e capacidade de
rotação. Entretanto, como a rótula plástica se forma na ligação, com resistência menor que a
resistência da viga, a CLASSE da viga pode ser 2.
ffyy ffyy
ffyy ffyy εεyy
εεyy
εεyy εεyy
00,,8855 ffcckk 00,,8855 ffcckk
ffyy
ffyy ffyy
ffyy
εεyy εεyy
εεyy εεyy
ffyy
σσ
εεεεyy >>εεyy
((σσ ))
((σσ )) ((σσ ))
((σσ ))
((εε )) ((εε ))
((εε )) ((εε ))
00,,8855 ffcckk 00,,8855 ffcckk
((aa)) LLaajjee ccoomm ffôôrrmmaa mmeettáálliiccaa iinnccoorrppoorraaddaa
((bb)) LLaajjee mmaacciiççaa mmoollddaaddaa ““iinn llooccoo””
((cc)) DDiiaaggrraammaa σσ -- εε
555111
22..33..33 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ((θθnneecc))
A resistência última da ligação mista é menor que o momento plástico da viga mista, sendo
assim, a própria ligação tem que garantir a rotação necessária para o desenvolvimento do
momento positivo máximo da viga (bem próximo do momento plástico). A capacidade de
rotação disponível foi vista no ITEM 2.2.3.
LI et al, 1996 [36] apresentam um método para a determinação da capacidade de rotação
necessária, resumido a seguir.
Sabe-se que as rotações das ligações semirígidas ocorrem sobre uma região bem próxima à
seção da ligação (extremidade da viga). Assim, é razoável assumir que a rotação total da
ligação está concentrada na extremidade da viga.
As rigidezes à flexão das vigas mistas são diferentes nas regiões de momento negativo e
positivo. Esta diferença tem pequeno efeito nas rotações totais necessárias das ligações se a
plasticidade estiver se desenvolvendo no vão da viga e a razão momento na ligação/momento
no vão for relativamente pequena. Entretanto, se o momento de cálculo no vão for menor que o
momento de início de escoamento e a razão momento na ligação/momento no vão for
relativamente alta, a diferença entre as rigidezes à flexão positiva e negativa da seção mista
afeta bastante as rotações necessárias. Esta diferença é considerada na análise seguinte,
adotando-se, para a rigidez à flexão na região de momento negativo, a média das rigidezes à
flexão das seções fissurada e não-fissurada na região de momento positivo.
Uma vez que o momento positivo de cálculo pode se aproximar do momento plástico da
viga mista, a plasticidade é desenvolvida sobre o vão da viga em uma extensão que depende da
forma do diagrama de momentos fletores. A deformação plástica no vão contribui para as
rotações necessárias e, portanto, esta plasticidade deve ser considerada na análise da rotação
necessária. Assim, pode-se dizer que para uma viga cujo momento positivo de cálculo
aproxima-se do momento plástico da seção, a rotação necessária nos apoios apresenta uma
componente elástica (θnec(e) - FIGURA 2.23-d) e outra plástica (θnec(p) - FIGURA 2.23-f).
555222
((aa)) vviiggaa eeqquuiivvaalleennttee ddee uumm vvããoo ((bb)) ddeeffoorrmmaaççããoo ttoottaall
((cc)) ddiiaaggrraammaa ddee mmoommeennttooss ((dd)) ddeeffoorrmmaaççããoo eelláássttiiccaa
((ee)) ddiissttrriibbuuiiççããoo ddee ccuurrvvaattuurraa ((ff)) ddeeffoorrmmaaççããoo pplláássttiiccaa
((gg)) mmoommeennttoo uunniittáárriioo nnaa lliiggaaççããoo ((hh)) ddiiaaggrraammaa ddee mmoommeennttooss ddeevviiddooss aa MM11 == 11
FFIIGGUURRAA 22..2233 -- MMééttooddoo ppaarraa ddeetteerrmmiinnaaççããoo ddaa ccaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa
((LLII eett aall,, 11999966 [[3366]]))
qq MMlliigg’’ MMlliigg””
θθnneecc
rroottaaççããoo ttoottaall nneecceessssáárriiaa
MM((xx))
EEII((++)) EEII((--)) EEII((--)) MMlliigg’’
MMlliigg””
MMyy
aayy
xx
bbyy
φφ ((MM))
aayy
xx
bbyy
MM11 == 11
LL
MM11((xx)) == 11 –– xx//LL
xx LL
θθnneecc((ee))
θθnneecc((pp))
LL
555333
De acordo com a distribuição de momentos mostrada na FIGURA 2.23-c, e com base no
método da carga unitária, a parte elástica da rotação necessária da ligação é dada por:
∫ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −∫ == L
0L0
1)e(nec dx
Lx1
)x(EI)x(Mdx
)x(EI)x(M)x(Mθ
((22..4466))
onde: θnec(e) = componente elástica da rotação (em um ponto);
EI(x) = rigidez à flexão da viga mista;
L = vão da viga;
M(x) = momento fletor devido ao carregamento real;
M1(x) = momento fletor devido ao momento unitário aplicado na seção extrema.
Para calcular a parte plástica da rotação necessária da ligação deve-se conhecer a relação
momento-curvatura da viga mista na flexão positiva para momento superior ao momento de
escoamento. A curvatura da viga para um momento superior ao momento de escoamento da
seção mista pode ser expressa por:
2
y)(
pl
y)()(
y2,0
c)( MM
MMEI
MEIM
hd7,5
EIM)M(
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−
−
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+= ++++φ
((22..4477))
onde: M = momento atuando na seção mista (My ≤ M ≤ Mpl(+));
φ(M) = curvatura da viga correspondente ao momento M;
EI(+) = rigidez à flexão da viga mista na região de momento positivo;
d = altura da viga de aço;
hc = altura total da mesa de concreto;
My = momento positivo correspondente ao início de escoamento da viga mista
(Wtr x fy);
Mpl(+) = momento plástico positivo da viga mista.
Mostra-se na FIGURA 2.23-e a distribuição da curvatura da viga mista. A parte plástica da
curvatura é apenas a parte hachurada do diagrama de curvatura uma vez que a outra parte é
elástica.
eelláássttiiccaa pplláássttiiccaa
555444
De acordo com o método da carga unitária, a parte plástica da rotação necessária pode ser
calculada a partir da integração da curvatura:
[ ]
dxLx1
MM
MMEI
MEIM
hd7,5
dx)x(MEI
)x(M)x(M
2
y)(
pl
yba )()(
y2,0
c)p(nec
ba 1)()p(nec
y
y
y
y
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−
−∫
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
∫⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −=
+++
+
θ
φθ
((22..4488))
onde: θnec(p) = componente plástica da rotação (em um ponto);
ay = distância da ligação esquerda à primeira seção com momento de escoamento
(FIGURA 2.23-e);
by = distância da ligação esquerda à segunda seção com momento de escoamento.
LI et al realizaram estudos com diferentes sistemas. Os parâmetros considerados foram:
• o tipo de carregamento: para uma carga concentrada no meio do vão (1 PL), a plasticidade é
confinada em um curto comprimento da viga adjacente ao máximo momento. Para duas
cargas aplicadas nos terços do vão (2 PL), a plasticidade ocorre sobre um trecho maior que o
terço central do vão. Salienta-se que integrando-se a curvatura plástica sobre este
considerável comprimento resulta que as condições de rotação plástica são particularmente
altas para vigas sujeitas a duas cargas concentradas;
• a relação entre o momento de engastamento e o momento no meio do vão: as rotações de
extremidade são nulas para vigas engastadas e aumentam à medida que as vigas tendem para
simplesmente apoiadas;
• a tensão de escoamento do aço: quanto maior a tensão de escoamento do aço e também
quanto mais o momento positivo se aproxima do momento de plastificação, maior a
deformação e, assim, maior curvatura é necessária para atingir o escoamento (FIGURA 2.24);
FFIIGGUURRAA 22..2244-- DDeeffoorrmmaaççõõeess ddaa vviiggaa ((CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]]))
εεyy 335555
φφ
εεyy 227755
555555
• a altura do perfil metálico: a curvatura necessária para atingir uma dada deformação no
escoamento aumenta quando a altura da viga diminui (FIGURA 2.25).
FFIIGGUURRAA 22..2255 -- CCuurrvvaattuurraass ddaa vviiggaa ((CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]]))
As conclusões obtidas por este método de determinação da capacidade de rotação
necessária da ligação foram:
• a rotação necessária na ligação diminui significativamente com o aumento da relação entre
os momentos na ligação mista e no vão e aumenta com a relação vão/altura da viga mista;
• quando todos os parâmetros são os mesmos, o carregamento com cargas concentradas nos
terços do vão exige a maior e o carregamento com carga concentra da no meio do vão a
menor rotação no apoio; o carregamento uniformemente distribuído exige um valor
intermediário;
• quando o momento em uma das ligações, for zero, a rotação necessária pode ser maior ou
menor que a exigida quando ambas as ligações estiverem sujeitas ao mesmo momento,
dependendo do carregamento;
• quando todos os parâmetros forem constantes, inclusive a relação vão/altura da viga, a
altura do perfil metálico tem pouca importância.
LI et al, 1996 [37] apresentam tabelas e ábacos para determinação da capacidade de
rotação necessária, com base no procedimento descrito.
22..33..44 IInnfflluuêênncciiaa ddaa iinntteerraaççããoo ppaarrcciiaall ee ddoo pprroocceessssoo ddee ccoonnssttrruuççããoo nnaa rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa
No processo descrito anteriormente não se comenta sobre o grau de interação entre a laje e
o perfil metálico. Quando se utiliza interação parcial na região de momento positivo, a
φφ11
εεyy
εεyy
φφ22
φφ11 << φφ22
555666
capacidade de rotação necessária da ligação é diferente da que se obteria na interação total.
Quanto menor o grau de interação, maior será a curvatura da seção transversal para um dado
momento fletor. Entretanto, a capacidade da viga mista para momento positivo é reduzida.
QUEIROZ et al (2001 [38]) mostraram que, quando se utiliza interação parcial na região de
momento positivo, a capacidade de rotação necessária da ligação é inferior à que se obteria na
interação total.
COUCHMAN & WAY, 1999 [32], apresentam correções das rotações necessárias
determinadas pelo processo anterior (TABELAS 2.3 e 2.4, com ( )30,0M/M )(pllig >+ ), para
considerar diferentes relações entre o momento positivo máximo e o momento de plastificação
total e também para aplicá-las ao caso de construção não-escorada. Porém, também nestes
trabalhos, não se comenta a influência da interação parcial (QUEIROZ et al, 2001 [16]). No caso
de construção não-escorada, grande parte da carga permanente é suportada pela viga de aço
isolada, provocando um aumento na curvatura e na deformação da viga na região de momento
positivo. SSeegguunnddoo eessttaa rreeffeerrêênncciiaa,, eessttee ffaattoo lleevvaa aa uumm aauummeennttoo nnaa ccaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo
nneecceessssáárriiaa ddaass lliiggaaççõõeess eemm ttoorrnnoo ddee 4400%%,, eemmbboorraa ttaammbbéémm aauummeennttee aa ccaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo
ddiissppoonníívveell eemm cceerrccaa ddee 1100%%..
TTAABBEELLAA 22..33 -- CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa eemm ccoonnssttrruuççõõeess eessccoorraaddaass,, ffyy == 335555 MMPPaa
θθnneecc ((mmrraadd))
considerando um coeficiente stente de cálculo
555777
escoamento fy de 350 MPa e 275 MPa, três tipos diferentes de carregamento e diferentes
relações entre vão e altura da seção mista.
TTAABBEELLAA 22..55 -- CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa eemm ccoonnssttrruuççõõeess nnããoo--eessccoorraaddaass
θθnneecc ((mmrraadd)) ffyy == 335500 MMPPaa ffyy == 227755 MMPPaa
ββ == 00,,9955 LL//DD
UUDDLL ee 11 PPLL 22 PPLL UUDDLL ee 11 PPLL 22 PPLL 1155 2288,,77 4422,,77 2288,,00 3399,,22 2200 4466,,22 6644,,44 3377,,88 5511,,88 2255 5577,,44 8800,,00 4466,,22 6633,,00 3300 6677,,22 9955,,00 5533,,99 7744,,22
((RReettiirraaddoo ddoo tteexxttoo ddaa NNBBRR88880000 -- 22000033,, eemm aapprroovvaaççããoo))
Tem-se nas TABELAS 2.3, 2.4 e 2.5:
L/D = relação entre o comprimento do tramo e a altura total da viga mista;
UDL = carga uniformemente distribuída;
1 PL = carga concentradas no centro da viga;
2 PL = duas cargas concentradas nos terços do vão da viga.
A TABELA 2.5 pode ser utilizada nas seguintes condições (texto da NBR8800-2003, em
aprovação):
• a resistência característica da ligação ao momento fletor deve ser igual ou superior a 30% de
Mpl(+) (isto é, )(
pllig M/M + > 0,30), onde Mpl(+) é o momento positivo de plastificação da
viga mista, com o coeficiente β e os coeficientes de resistência parciais do concreto, do
perfil de aço e dos conectores de cisalhamento, iguais a 1,0;
• cada tramo da viga deve ter ligações mistas em ambas as extremidades ou uma extremidade
perfeitamente rotulada e outra com ligação mista;
• para aços estruturais com resistência ao escoamento 275 MPa < fy < 350 MPa, pode-se
interpolar linearmente. Salienta-se que não são previstos aços com fy > 350 MPa e, para aços
com fy = 250 MPa, podem ser utilizados os valores indicados para fy = 275 MPa (a favor da
segurança);
• para o coeficiente β, usado na determinação do momento fletor positivo resistente de cálculo
MRd, com valor igual a 0,90 e 0,85, multiplica-se a capacidade de rotação necessária obtida
por 0,74 e 0,50, respectivamente;
• no caso da construção ser escorada, multiplica-se o valor encontrado para a capacidade de
rotação necessária por 0,714.
555888
22..33..55 IInntteerraaççããoo mmoommeennttoo fflleettoorr –– ffoorrççaa ccoorrttaannttee
Supõe-se que as forças normais nas duas vigas adjacentes sejam nulas. A alma do perfil
metálico resiste à força cortante, como nas vigas mistas biapoiadas. Entretanto, para vigas
contínuas e semicontínuas, a seção de apoio tem grande força cortante e também momento
fletor. A interação entre os efeitos do momento e da força cortante deve ser verificada na
ligação mista (JOHNSON, 1994 [33]).
Para a ligação mista da FIGURA 2.1, as cantoneiras da alma transmitem a força cortante
para o suporte e contribuem também para a resistência da ligação a momento (com a linha
neutra cortando as cantoneiras). Assim, os parafusos e todos os elementos envolvidos na
ligação da alma devem ser verificados para o efeito combinado destas duas solicitações
(QUEIROZ et al, 2001 [16]).
22..33..66 FFllaammbbaaggeemm ppoorr ddiissttoorrççããoo
Na região de momento positivo, a viga metálica isolada está sujeita a sofrer flambagem
lateral com torção, onde toda a seção se desloca mantendo a sua geometria. Este fenômeno
pode ocorrer em vigas que suportam o peso do concreto durante a fase de construção. Depois
da cura do concreto, a laje impede este tipo de flambagem.
Na região de momento negativo de uma viga contínua ou semicontínua, a laje restringe a
torção da viga, mas, a mesa comprimida recebe contenção lateral apenas por intermédio da
rigidez à flexão da alma, que é um elemento flexível. Assim, a mesa da viga pode se deslocar
lateralmente e a alma deforma-se por flexão, ocorrendo o fenômeno de flambagem lateral por
distorção. A flambagem por distorção tem que ser verificada e o momento que a provoca não
pode ser inferior ao momento resistente da ligação mista, para que a análise rígido-plástica seja
aplicável. O EUROCODE 4 (ENV 1994-1-1:1992) apresenta processos para a determinação da
resistência à flambagem por distorção, os quais foram utilizados por PIRES (2003, [63]).
Caso a análise seja elástica, deve-se considerar um tramo sem sobrecarga na determinação
da resistência à flambagem por distorção.
666000
((aa)) ccoomm ffôôrrmmaa mmeettáálliiccaa iinnccoorrppoorraaddaa ((bb)) ccoomm llaajjee mmaacciiççaa
FFIIGGUURRAA 22..2266 -- TTiippoo ddee lliiggaaççããoo mmiissttaa ppaarraa ppóórrttiiccooss ddeessllooccáávveeiiss
Com a finalidade de se obter um padrão a ser utilizado para a classificação de ligações, o
EUROCODE 3 (ENV 1993-1-1:1997 [26]) e o EUROCODE 4 (ENV 1994-1-1:1992 [39]) elaboraram
uma proposta baseada na resistência e na rigidez das vigas do pórtico onde a ligação está sendo
avaliada. Na FIGURA 2.27 resumem-se as classificações para sistemas indeslocáveis e
deslocáveis, com base em rigidez e resistência, bem como uma curva típica de ligação mista
(LEON & ZANDONINI, 1992 [6]).
FFIIGGUURRAA 22..2277 -- SSiisstteemmaa ddee ccllaassssiiffiiccaaççããoo sseegguunnddoo oo EEUURROOCCOODDEE 33 ((EENNVV 11999933--11--11::11999977 [[2266]])) ee oo
EEUURROOCCOODDEE 44 ((EENNVV 11999944--11--11::11999922 [[3399]]))
A diferença de exigências para sistemas indeslocáveis e deslocáveis é devida aos efeitos de
segunda ordem nos deslocáveis, que aumentam as rotações da ligação.
LLiiggaaççããoo mmiissttaa
Φ
m
SSeemmiirrííggiiddaa
FFlleexxíívveell
RRííggiiddaa PPóórrttiiccooss ddeessllooccáávveeiiss
PPóórrttiiccooss iinnddeessllooccáávveeiiss
11//44
22//33
11
00,,0044 00,,1122 00,,112255 00,,2200 00,,5500
c,pMMm = ΦΦ
c,pb
c
MLEI=
TToottaallmmeennttee rreessiisstteennttee
PPaarrcciiaallmmeennttee rreessiisstteennttee
RRoottuullaaddaa
MMpp,,cc == rreessiissttêênncciiaa aa mmoommeennttoo ddaa vviiggaa aappooiiaaddaa
EEIIcc == rriiggiiddeezz aa fflleexxããoo ddaa vviiggaa aappooiiaaddaa
LLbb == ccoommpprriimmeennttoo ddoo ttrraammoo ddaa vviiggaa aappooiiaaddaa
666111
22..44..22 CCoonnssiiddeerraaççõõeess ssoobbrree ccaarrrreeggaammeennttoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa,, ddeessccaarrrreeggaammeennttoo,,
ccaarrrreeggaammeennttoo eemm sseennttiiddoo ooppoossttoo ee rreeccaarrrreeggaammeennttoo
22..44..22..11.. AApplliiccaaççããoo ddee MM((++)) aa ppaarrttiirr ddoo ssiisstteemmaa ddeessccaarrrreeggaaddoo oorriiggiinnaall
LEON et al, 1996 [8] propõem duas curvas M-θ , para momentos negativos e positivos,
respectivamente, conforme mostrado na FIGURA 2.28. Nota-se que as curvas começam a partir
de zero. A curva para momento positivo não tem grande utilidade prática, uma vez que, via de
regra, as ligações são solicitadas inicialmente por momento negativo.
FFIIGGUURRAA 22..2288 -- CCuurrvvaa MM--θθ ccoommpplleettaa ppaarraa uummaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ttííppiiccaa ((LLEEOONN eett aall,, 11999966 [[88]]))
22..44..22..22.. DDeessccaarrrreeggaammeennttoo ddee MM((--))
É necessário conhecer o comportamento da ligação no descarregamento e no carregamento
em sentido contrário, a partir da curva de momento negativo. Para isto, são feitos ensaios em
NÓS MISTOS com momentos negativos, aplicando-se descarregamento e carregamento em
sentido contrário. RASSATI et al (2000 [42]) afirmam que o descarregamento, com base nas
pesquisas disponíveis, não ocorre com rigidez (kdes) idêntica à rigidez inicial (kin), como pode
ser visto na FIGURA 2.29. Percebe-se também na FIGURA 2.29 que a degeneração de rigidez da
ligação só é pronunciada após 5 (cinco) ou mais ciclos de carregamento.
666222
FFIIGGUURRAA 22..2299 -- EExxeemmpplloo ddee uummaa ccuurrvvaa MM--θθ ppaarraa uummaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ssuujjeeiittaa aa ccaarrrreeggaammeennttooss
ccíícclliiccooss ((AALLEEMMDDAARR eett aall,, 22000000 [[4433]] ee LLEEOONN && ZZAANNDDOONNIINNII,, 11999922 [[66]]))
22..44..22..33.. AAuummeennttoo ddee MM((--))
Pode-se observar na FIGURA 2.30 que, devido à carga de gravidade W, a rigidez de ambas
as ligações C1 e C2 diminui em relação à rigidez de serviço, para carregamento (aumento de
M(-)). Com a adição do vento, a ligação na região de barlavento (C1) começa a descarregar
enquanto que a ligação na região de sotavento (C2) continua a carregar e a diminuir a rigidez.
Na FIGURA 2.30-c mostra-se que o carregamento do vento H aumenta a rotação da ligação C2.
Assim, a ligação C2 tem que ter capacidade de rotação suficiente para absorver a rotação
provocada por cargas verticais e por carga de vento quando os efeitos se acumulam.
aa)) PPóórrttiiccoo ddeessllooccáávveell bb)) DDeessccaarrrreeggaammeennttoo ((cc)) CCaarrrreeggaammeennttoo
((NNÓÓ ddee bbaarrllaavveennttoo)) ((NNÓÓ ddee ssoottaavveennttoo))
FFIIGGUURRAA 22..3300 -- PPóórrttiiccoo ddeessllooccáávveell ee aass ccoorrrreessppoonnddeenntteess rreessppoossttaass ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
((MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE,, 22000000 [[4444]]))
WW
HH
CC11 CC22
LLiiggaaççããoo CC11 LLiiggaaççããoo CC22
aa
bb
∆∆MM11
∆∆θθ11
MM
θθ
MM
θθ
bb aa
∆∆θθ22
∆∆MM22
kkddeess
kkiinn
666333
22..44..22..44.. MMooddeelloo ddee RRIICCHHAARRDD ee rreeggrraa ddee MMaassiinngg
Utilizando-se o modelo de RICHARD et al (1980 [24]) para o carregamento da ligação
sujeita a momento negativo (EXPRESSÃO 2.49) e a regra de Masing (REYES-SALAZAR &
HALDAR, 1999 [46]) para as fases de descarregamento e carregamento em sentido contrário,
obtém-se a EXPRESSÃO (2.50).
θθ
θpN/1N
0
p
p K
M)KK(
1
)KK(M +
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ −+
−=
((22..4499))
)(K
M2))(KK(
1
))(KK(MM apN/1N
0
ap
apa θθ
θθ
θθ−+
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ −−+
−−−=
((22..5500))
onde: M = momento na ligação;
θ = rotação relativa da ligação;
K = rigidez inicial da ligação;
Kp = rigidez plástica;
M0 = momento de referência;
N = parâmetro de forma da curva.
A representação das equações (2.49) e (2.50) é mostrada na FIGURA 2.31, onde também se
mostra o ponto de coordenadas (Ma ,θa) que aparece na EQUAÇÃO (2.50).
666444
FFIIGGUURRAA 2.31 – Carregamento-descarregamento-recarregamento em sentido contrário das
ligações (REYES-SALAZAR & HALDAR, 1999 [46])
22..44..33 EEnnssaaiiooss eexxppeerriimmeennttaaiiss ccoomm vvaarriiaaççããoo ddoo ccaarrrreeggaammeennttoo
A aplicação de ligações mistas em pórticos deslocáveis no Brasil deve levar em conta
basicamente ações devidas à gravidade e ao vento. Assim, nos ensaios, pode-se carregar a
ligação até seu máximo aproveitamento para ações de gravidade e descarregá-la (simulando o
efeito favorável do vento na ligação) ou carregá-la novamente além do ponto anterior
(simulando o efeito desfavorável do vento na ligação) o número de ciclos de carregamento-
descarregamento-recarregamento não precisa ser elevado, devido ao fato de ações do vento
próximas da máxima ocorrerem poucas vezes na vida da estrutura. Neste projeto de pesquisa, o
comportamento da ligação não prevê inversão do momento na ligação, devendo assim, durante
a análise, garantir-se que tal efeito não ocorra.
Na bibliografia existente foram encontrados poucos ensaios com as características
mencionadas: poucos ciclos sem inversão do momento. As FIGURAS 2.32-a e 2.32-b
(LEON 1990 [2]) referem-se a ligações diferentes da proposta neste projeto; as FIGURAS 2.33-a e
2.33-b (AMMERMAN & LEON 1987 [52]) referem-se ao mesmo tipo de ligação, porém, com laje
MM
)(K
M2))(KK(
1
))(KK(MM apN/1N
0
ap
apa θθ
θθ
θθ−+
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ −−+
−−−=
((MMbb ,,θθbb))
((MMaa ,,θθaa))
KKpp KK
MM00 θ
θ
θpN/1N
0
p
p K
M)KK(
1
)KK(M +
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ −+
−=
θθ
666555
maciça (FIGURA 2.26-b). A maioria dos ensaios cíclicos já realizados teve como objetivo obter
o comportamento da ligação mista em estruturas sujeitas a terremotos, com um grande número
de ciclos e inversão de sinal do momento fletor na ligação.
((aa)) LLiiggaaççããoo iinnffeerriioorr ssoollddaaddaa nnoo aappooiioo ((bb)) SSeemm lliiggaaççããoo ccoomm aa aallmmaa ddaa vviiggaa
FFIIGGUURRAA 22..3322 -- CCuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ccoommpplleettaa oobbttiiddaa ddee eennssaaiioo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
ccoomm llaajjee mmaacciiççaa ((LLEEOONN 11999900 [[22]]))
((aa)) CCoommppaarraaççããoo ddee ccuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ((bb)) CCuurrvvaass ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo
FFIIGGUURRAA 22..3333 –– EEnnssaaiioo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ccoomm llaajjee mmaacciiççaa ((AAMMMMEERRMMAANN && LLEEOONN,, 11998877 [[5522]]))
22..44..44 MMééttooddooss eexxiisstteenntteess ppaarraa aa aannáálliissee ddee ssiisstteemmaass ddeessllooccáávveeiiss ccoomm lliiggaaççõõeess mmiissttaass
22..44..44..11 MMééttooddoo ddaa rriiggiiddeezz sseeccaannttee
Um método de análise proposto nos Estados Unidos (MALECK & WHITE, 2000 [44]; ASCE,
1998 [45]), para pórticos com ligações parcialmente resistentes, é baseado na utilização da
22440000
llaaddoo ddiirreeiittoo
llaaddoo eessqquueerrddoo
ccoommppoorrttaammeennttoo nnããoo--mmiissttoo
llaaddoo ddiirreeiittoo
llaaddoo eessqquueerrddoo
666777
FFIIGGUURRAA 22..3355 -- MMooddeelloo ddee rriiggiiddeezz ddee CCHHRRIISSTTOOPPHHEERR && BBJJOORRHHOOVVDDEE ppaarraa aa rreellaaççããoo
mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo
22..44..44..33 PPrrooppoossttaa ddee LLEEOONN
LEON et al, 1996 [8] propõem uma análise simplificada e uma análise avançada. Na análise
simplificada determinam-se os deslocamentos da estrutura elasticamente, incluindo efeitos de
2a. ordem, porém, sem demonstrar se neste processo elástico as tensões são menores que a
tensão de escoamento do material. A resistência última é obtida utilizando-se o método rígido-
plástico. Na análise avançada utiliza-se uma análise elastoplástica com a curva momento -
rotação válida para momento negativo.
22..44..44..44 PPrrooppoossttaa ddee MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE
MALECK & WHITE (2000 [44]), apresentam uma solução inovativa de análise, que pode ser
adaptada a um programa que contemple ligações com curvas M-θ lineares. Ela parte de uma
curva trilinear para as ligações, apresentada na FIGURA 2.36-a. As interseções da linha que
define o modelo trilinear com o eixo vertical são facilmente determinadas.
O ponto “c”, interseção da linha que define a segunda porção da curva momento-rotação
com o eixo vertical, é o momento inicial desta segunda porção da curva (FIGURA 2.36-b).
Assume-se que a resposta da ligação sob carga de gravidade esteja localizada no ponto “a” (que
aa
uu
MM
θθ
KKGG
KKLL
lliinnhhaa ddaa vviiggaa
∆∆MM
666888
não é necessariamente o mesmo ponto para todas as ligações, por terem níveis diferentes de
solicitação). Assim, Para o caso de cargas de gravidade, a ligação é modelada como uma mola
linear com rigidez KG e um momento inicial Mc (FIGURA 2.36-b).
((aa)) CCuurrvvaa MM--θθ ((bb)) CCaarrggaa ddee ggrraavviiddaaddee ((cc)) CCaarrggaa ddee vveennttoo
FFIIGGUURRAA 22..3366 -- MMooddeelloo ddaa rreellaaççããoo mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo ((MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE,, 22000000 [[4444]]))
A adição da carga lateral muda a resposta da ligação na posição de sotavento,
(FIGURA 2.36 - a), para o ponto “b”. Assim, para o carregamento de vento da ligação C2
(FIGURA 2.30), uma rigidez linear KL é usada com um momento inicial Md no ponto
“d”(FIGURA 2.36-c) medido em relação ao ponto “a”, que corresponde à resposta à carga de
gravidade da ligação C2.
Para a ligação na posição de barlavento, C1 (FIGURA 2.30), a rigidez de descarregamento
usada na análise para carga de vento é tomada igual à rigidez inicial da ligação, definida e
discutida em ALEMDAR et al, 2000 [43].
Normalmente, os programas de análise disponíveis prevêm a utilização de molas em
ligações, com curva M-θ linear, porém, sem a possibilidade da inclusão de esforços solicitantes
iniciais como parâmetros. MALECK & WHITE, 2000 [44] em sua proposição, adiciona esta
possibilidade por meio de um artifício numérico, onde são aplicados momentos iguais e opostos
em cada lado das molas que representam as ligações (FIGURA 2.37).
aa
MM
θθ
KKGG
KKLL bb
cc
dd
KKii
KKddeessccaarrrreeggaammeennttoo
ee
aa KKGG
cc
aa
KKLL bb dd
MM
θθ
MM’’
θθ’’
666999
((aa)) GGrraavviiddaaddee ((bb)) VVeennttoo
FFIIGGUURRAA 22..3377 -- AApplliiccaaççããoo ddooss mmoommeennttooss nnaass lliiggaaççõõeess ((MMAALLEECCKK && WWHHIITTEE,, 22000000 [[4444]]))
O problema fica no descarregamento (lado de barlavento). Como já comentado, RASSATI et
al, 2000 [42] afirmam que o descarregamento, com base nas pesquisas disponíveis, não ocorre
com rigidez idêntica à rigidez inicial (FIGURA 2.30).
22..44..44..55 MMooddeelloo mmeeccâânniiccoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
Devido à complexidade do comportamento dos diversos componentes de uma ligação
mista, um método elastoplástico avançado deve utilizar-se de um modelamento mecânico da
ligação (ANEXO E) que facilite a consideração do comportamento de cada componente
individual.
Este modelamento mecânico pode ser feito de maneira simples (com apenas uma mola,
FIGURA 2.30) ou com algumas molas (QUEIROZ, 1995 [55]), podendo até incluir uma mola de
redirecionamento (QUEIROZ & TSCHEMMERNEGG3 apud RASSATI et al, 2000 [42] –
FIGURA 2.38). A mola de redirecionamento leva em conta o comportamento das regiões da laje
de concreto em contato com o pilar, quando o desbalanceamento de momentos se inverter
(FIGURA 2.39).
3 QUEIROZ, G., TSCHEMMERNEGG, F. 1995. MMM eee ccc hhh aaannn iii ccc aaa lll MMM ooo ddd eee lll iii nnnggg ooo fff SSS eee mmm iii RRR iii ggg iii ddd JJJ ooo iii nnn ttt sss fff ooo rrr ttt hhh eee AAA nnn aaa lll yyy sss iii sss ooo fff FFF rrr aaa mmm eee ddd SSS ttt eee eee lll aaa nnn ddd CCC ooo mmm ppp ooo sss iii ttt eee SSS ttt rrr uuu ccc ttt uuu rrr eee sss. Proceedings of the Third International Workshop on Connections in Steel Structures, May, Trento, Italy.
WW
HH CC11 CC22 HH
WW
CC11 CC22 KKGG KKGG
CC11 CC22 KKddeess KKLL
== ++
777000
FFIIGGUURRAA 22..3388 -- MMooddeelloo mmeeccâânniiccoo ddee NNÓÓ –– IIBBKK ((QUEIROZ & TSCHEMMERNEGG))
FFIIGGUURRAA 22..3399 -- CCaarrrreeggaammeennttoo ddeessbbaallaanncceeaaddoo ppaarraa aa ddiirreeiittaa ((EECCCCSS--110099,, 11999999 [[1144]]))
DDeevviiddoo àà ccoommpplleexxiiddaaddee ddoo mmooddeelloo ddaa FFIIGGUURRAA 22..3388,, oo mmooddeelloo mmeeccâânniiccoo pprrooppoossttoo ppoorr
QQUUEEIIRROOZZ ((11999955 [[5555]])) ppooddeerriiaa sseerr aaddaappttaaddoo ppaarraa uuttiilliizzaaççããoo eemm ppóórrttiiccooss ddeessllooccáávveeiiss ccoomm
lliiggaaççõõeess mmiissttaass ((AANNEEXXOO EE)).. NNoo pprreesseennttee ttrraabbaallhhoo,, ooppttoouu--ssee ppeellaa ssoolluuççããoo mmaaiiss ssiimmpplleess ddaa mmoollaa
rroottaacciioonnaall úúnniiccaa.. EEssttaa ooppççããoo,, eennttrreettaannttoo,, iimmpplliiccaa nnaa ppeerrddaa ddee uummaa fflleexxiibbiilliiddaaddee iimmppoorrttaannttee qquuee
éé aaqquueellaa aassssoocciiaaddaa àà ddeeffoorrmmaaççããoo ppoorr cciissaallhhaammeennttoo ddaa aallmmaa ddoo ppiillaarr nnaa rreeggiiããoo eennttrree aass mmeessaass
ddaa vviiggaa ((IITTEEMM 11..22))..
MM22
MM11
FF11
FF22
∆∆FF
hh FF11 == hM 1 << FF22 == h
M 2
AArrmmaadduurraa
CCoonneeccttoorreess
LLiiggaaççããoo mmeettáálliiccaa ((ssee hhoouuvveerr))
RReeggiiããoo iinnffeerriioorr ddaa lliiggaaççããoo
AAllmmaa ddoo ppiillaarr
CCiissaallhhaammeennttoo nnoo ppiillaarr
MMoollaa ddee rreeddiirreecciioonnaammeennttoo
((ssóó ddee ccoommpprreessssããoo))
AAllmmaa ddoo ppiillaarr
777111
22..44..55 DDeeggeenneerraaççããoo ddaa rriiggiiddeezz iinniicciiaall ddaa lliiggaaççããoo
Na FIGURA 2.29 apresentaram-se resultados experimentais cíclicos de uma ligação mista
(ALEMDAR et al, 2000 [43] e LEON & ZANDONINI, 1992 [6]) sujeita a carregamentos cíclicos,
onde se percebe uma degeneração de rigidez após 4 (quatro) ou 5 (cinco) ciclos de
carregamento.
Este comportamento da degeneração de rigidez está relacionado a algum tipo de dano como
microfissuras e/ou espaços vazios no concreto. Este dano torna-se muito mais significativo
quando os ciclos de carregamento esgotam a capacidade da ligação. A degeneração é
considerada para carregamentos de terremotos.
No Brasil não se têm carregamentos de terremotos. Para carregamento de vento, onde
valores próximos do máximo ocorrem poucas vezes na vida útil da estrutura, não é necessário
levar em conta a degeneração de rigidez. Por esta razão este fenômeno não será considerado
neste trabalho de pesquisa.
22..44..66 CCaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo ppaarraa ggaarraannttiirr mmeeccaanniissmmooss pplláássttiiccooss aassssoocciiaaddooss aa ccaarrggaass
vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss
Na FIGURA 2.36 (MALECK & WHITE, 2000 [44]) mostra-se que de um lado o carregamento
do vento aumenta a rotação da ligação. Assim, a ligação tem que ter capacidade de rotação
suficiente para absorver a rotação provocada por cargas verticais e por carga de vento quando
os efeitos se acumulam.
É importante salientar que, em qualquer método de análise, é muito importante a
determinação correta das rotações necessárias das ligações mistas, as quais não podem
ultrapassar as capacidades de rotação disponíveis, conforme ITEM 2.2.3.
33
OOBBJJEETTIIVVOO EE MMEETTOODDOOLLOOGGIIAA
"""SSSeee ooo hhhooommmeeemmm nnnãããooo sssaaabbbeee aaa qqquuueee pppooorrr tttooo ssseee dddiiirrr iiigggeee,,, nnneeennnhhhuuummm vvveeennntttooo lllhhheee ssseeerrrááá fffaaavvvooorrrááávvveeelll ...”””
SSSêêênnneeecccaaa
33..11 OObbjjeettiivvoo
a) Coletar e sistematizar todos os resultados de ensaios experimentais realizados no exterior
(LEON et al, 1996 [8], EASTERLING & REX, 1996 [22, 23]; RICHARD et al, 1980 [24];
EUROCODE 4. ENV 1994-1-1:1992 [39]) e no Brasil (principalmente os desenvolvidos no
DEES/EEUFMG - ALVES, 2000 [13]), bem como todas as análises numéricas e teóricas
desenvolvidas no DEES/EEUFMG (MATA, 1998 [47]) e nas empresas CODEME
ENGENHARIA S.A. (QUEIROZ et al, 2000 [12, 48, 49] e QUEIROZ et al, 2001 [51]) e
USIMINAS MECÂNICA S.A. (QUEIROZ & MATA, 2000 [25, 35, 36], QUEIROZ et al, 2001
[38] e QUEIROZ & MATA, 2001 [50]), relativos a ligações mistas e seus componentes.
b) Complementar as informações existentes na bibliografia a respeito da ligação parafusada
inferior, por meio de ensaios experimentais de 16 (dezesseis) protótipos (ANEXO A –
RELATÓRIO DE ENSAIO DAS LIGAÇÕES PARAFUSADAS - RLP), complementar a bibliografia
também no que diz respeito à variação da rigidez da ligação no carregamento e no
777333
descarregamento e perda de rigidez após alguns ciclos, por meio de ensaios experimentais
de 8 (oito) protótipos (ANEXO B - RELATÓRIO DE ENSAIO DOS NÓS MISTOS - RNM).
c) Desenvolver bases teóricas para aplicação de ligações mistas (QUEIROZ et al, 2001 [16];
QUEIROZ & MATA, 2001 [50]) em estruturas deslocáveis, partindo-se de um tipo de
ligação metálica usual no Brasil (FIGURA 1.8), incluindo-se:
- relação momento-rotação da ligação mista, considerando-se carregamento-
descarregamento-recarregamento para ações de vento e de gravidade;
- resistência última da ligação mista;
- capacidade de rotação da ligação mista.
d) Proposição de um MÉTODO SIMPLIFICADO DE ANÁLISE de pórticos deslocáveis com
ligações mistas, adequado para utilização em escritórios de projeto, aferido por
comparação com análise elastoplástica avançada.
e) Proposição de um modelo de elementos finitos para análise elastoplástica avançada de
pórticos deslocáveis com ligações mistas (MÉTODO DE ANÁLISE AVANÇADO), utilizando
um software existente de grande abrangência.
Desprezou-se a influência da força normal nas ligações, uma vez que, normalmente, em
vigas ela não é considerada. Também desprezou-se o efeito da força cortante na curva
momento-rotação, porque na ligação mista analisada tal efeito não é relevante. Entretanto, a
força cortante tem que ser levada em conta no pilar, na região da ligação.
Salienta-se que o objetivo principal desta tese de doutorado é a proposta de um método
simplificado de análise de pórticos deslocáveis com ligações mistas, eliminando o principal
obstáculo do uso de tais ligações: aaa dddiiifff iiicccuuullldddaaadddeee dddeee aaannnááállliiissseee.
777444
33..22 MMeettooddoollooggiiaa
a) Estudo conclusivo do acervo bibliográfico e revisão dos métodos de análise existentes.
b) Desmembramento da ligação em componentes básicos (LEON et al, 1996 [8]; QUEIROZ et
al, 2000 [12, 48, 49]; QUEIROZ et al, 2001 [51], QUEIROZ & MATA, 2001 [50],
EASTERLING & REX, 1996 [22,23]; ECCS-109, 1999 [14]; COST C1, 1996 [20]).
c) Realização de ensaios de 16 (dezesseis) protótipos de ligações parafusadas do tipo usado
na parte inferior da ligação mista deste trabalho (ANEXO A - RELATÓRIO DE ENSAIO DAS
LIGAÇÕES PARAFUSADAS - RLP) complementando as informações disponíveis (RICHARD,
1980 [24]; EASTERLING & REX, 1996 [22,23]; ECCS -109, 1999 [14]; COST C1, 1996
[20]).
d) Realização de ensaios de 8 (oito) protótipos de NÓS MISTOS, com aplicação de 4 (quatro)
ciclos de carregamento-descarregamento-recarregamento (ANEXO B - RELATÓRIO DE
ENSAIO DOS NÓS MISTOS - RNM) adicionalmente aos que já foram realizadas no DEES
/EEUFMG (ALVES, 2000 [13] e QUEIROZ et al, 2001 [51]).
e) Aferição das teorias existentes na bibliografia com base nos resultados experimentais das
ligações parafusadas e dos NÓS MISTOS.
f) Proposição dos parâmetros principais da curva momento-rotação teórica para o NÓ MISTO,
com base na bibliografia, nos ensaios e em análise estatística, incluindo carregamento-
descarregamento-recarregamento;
g) Proposição do MÉTODO SIMPLIFICADO DE ANÁLISE e comprovação da segurança do
método por meio de considerações elastoplásticas.
h) Comparação de resultados do MÉTODO SIMPLIFICADO com o MÉTODO AVANÇADO, em três
situações distintas, para avaliar a precisão do primeiro.
44
MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
"""NNNãããooo ssseee dddeeevvveee rrreeecccooorrrrrreeerrr ààà pppllluuurrraaalll iiidddaaadddeee ssseeemmm nnneeeccceeessssss iiidddaaadddeee...”””
WWWiii lll lll iiiaaammm dddeee OOOccckkkhhhaaammm,,, QQQuuuooodddlll iiibbbeeetttaaa,,, LLLiiivvvrrrooo VVV (((ccc... 111333222444)))
44..11 CCaammppoo ddee AApplliiccaaççããoo ee DDeessccrriiççããoo ddoo MMééttooddoo
44..11..11 CCaammppoo ddee aapplliiccaaççããoo
a) Se as ligações mistas forem o único meio da estrutura resistir a ações horizontais na
direção considerada (ausência de contraventamentos verticais ou outros sistemas
resistentes a ações horizontais em planos paralelos à direção considerada):
- a estrutura da edificação não deve apresentar deslocamentos horizontais consideráveis
sob ação de ações verticais.
- o número máximo de andares deve ser 8 (oito) e o número mínimo de pilares em cada
plano paralelo à direção considerada deve ser 4 (quatro).
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: EEssttaa rreeccoommeennddaaççããoo éé aappeennaass uummaa ddiirreettrriizz bbáássiiccaa,, vviissaannddoo eevviittaarr
ddeessllooccaammeennttooss eexxcceessssiivvooss ee iinnvveerrssããoo ddee mmoommeennttoo nnaa lliiggaaççããoo ((IITTEEMM bb)).. NNaa bbiibblliiooggrraaffiiaa
eexxiisstteennttee hháá ttaammbbéémm ssuuggeessttõõeess ddee lliimmiittaaççõõeess,, ppoorr eexxeemmpplloo HHEENNSSMMAANN && NNEETTHHEERRCCOOTT
((22000011 [[7755]])) ee AASSCCEE ((11999988 [[4455]]))..
777666
b) O momento negativo em uma ligação mista, devido às ações verticais, não pode sofrer
inversão de sinal quando atuam ações horizontais, podendo, no limite, tornar-se nulo.
c) Na região de momentos negativos de uma viga mista, deve haver conectores suficientes
para não reduzir a resistência da ligação mista a momento, a qual deve ser limitada pela
resistência das barras da armadura.
d) Na região de momentos positivos de uma viga mista, a interação pode ser parcial,
respeitado o grau de interação mínimo prescrito pela NBR8800, 1986 [15].
e) As ligações com pilares extremos devem ser flexíveis, para não introduzir grandes
momentos nestes pilares e para facilitar a execução da estrutura.
f) A relação entre as resistências de cálculo da ligação mista a momento negativo e da viga
mista correspondente a momento positivo deve ser igual ou superior a 0,3 (LI et al, 1996
[37]).
g) Para utilizar as propriedades das ligações mistas apresentadas neste trabalho, devem ser
previstos enrijecedores horizontais nos pilares, no nível da aba horizontal da cantoneira
de assento e no nível médio da laje (havendo forma metálica, no nível médio da camada
acima da forma). A não utilização destes enrijecedores implicaria em redução da rigidez
da ligação mista, e o cálculo desta redução poderia ser feito utilizando a bibliografia
existente (EUROCODE 3, ANEXO J - ENV 1993-1-1:1997 [26]).Deve ser garantido que a
tensão no concreto, na região de contato com a mesa do pilar, fique abaixo de 0,75fck /
1,4, para ações horizontais de cálculo. A laje de concreto deve ser armada
transversalmente conforme descrito nas observações do ITEM 1.5 do CAPÍTULO 1.
h) A deformação associada ao cisalhamento da alma do pilar, na região nodal, não é
considerada neste trabalho. Esta consideração poderia ser feita utilizando-se, por
exemplo, o modelo de QUEIROZ (1995 [55]).
i) Devem ser atendidas as exigências para análise plástica, quanto a relações
largura/espessura e flambagem por distorção (QUEIROZ et al, 2001 [16]).
777777
44..11..22 DDeessccrriiççããoo ddoo mmééttooddoo
44..11..22..11 FFaassee ddee ccoonnccrreettaaggeemm
Na fase de concretagem, as vigas são consideradas simplesmente apoiadas nos pilares e
analisadas como puramente metálicas. Para a determinação de flechas, tensões nas vigas e
reações nos pilares utilizam-se apenas as ações permanentes nominais, enquanto para a
verificação de resistência das vigas ao momento fletor utilizam-se as ações permanentes de
cálculo e sobrecargas de construção de cálculo. A estabilidade da edificação deve ser
garantida por meio de contraventamentos provisórios (ou definitivos, se houver). Aplicam-se
os requisitos da NBR8800, 1986 [15].
44..11..22..22 FFaassee ffiinnaall –– aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss
Na fase final, considera-se o sistema formado pelas vigas mistas, ligações mistas, pilares
(mistos ou metálicos) e contraventamentos como indeslocável (mesmo não havendo
contraventamentos), utilizando-se apoios horizontais fictícios.
a) Faz-se uma análise elástica deste sistema, para ações permanentes e sobrecarga nominais,
aplicadas após a cura do concreto. Para obter os momentos de inércia das seções
transformadas, na região de momentos positivos, utiliza-se metade do módulo de
elasticidade do concreto, tanto para as ações permanentes quanto para as sobrecargas,
para levar em conta a deformação lenta. As larguras efetivas da laje nas regiões de
momento positivo e momento negativo são determinadas usando o procedimento do
EUROCODE 4 (ENV 1994-1-1:1992). Para obter as rigidezes das ligações mistas, utiliza-se
o método do ECCS-109 (1999 [14]), descrito no CAPÍTULO 2. Para cada pilar intermediário
utilizam-se as rigidezes correspondentes às duas ligações mistas adjacentes (FIGURA 4.1).
As ligações com pilares extremos são consideradas rotuladas. Por meio desta análise,
determinam-se as flechas, as tensões nos pilares e na face inferior das vigas, os momentos
nas ligações mistas e as reações dos pilares.
CONTROLES
a.1 - a flecha devida somente à sobrecarga aplicada após a cura do concreto deve ser
inferior a L/360, sendo L o vão da viga;
777888
a.2 - a soma da flecha calculada na fase de concretagem com as flechas devidas às ações
permanentes e sobrecarga aplicadas após a cura do concreto deve ser inferior a
L/250, sendo L o vão da viga (EUROCODE 3 ENV 1993-1-1:1997 [26]), podendo-se
aplicar contraflecha para atender este requisito;
a.3 - os momentos nas ligações mistas, devidos às ações permanentes e sobrecargas
aplicadas após a cura do concreto, devem ser inferiores a 2/3 das respectivas
resistências nominais (ECCS-109, 1999 [14]);
a.4 - na seção mais solicitada de cada viga, a soma da tensão de tração calculada na fase
de concretagem com a tensão devida às ações permanentes e sobrecargas aplicadas
após a cura do concreto deve ser inferior a fy (NBR8800, 1986 [15]);
a.5 – para atender à 1ª. limitação dada em 4.1.1-a, as recomendações abaixo podem ser
aplicadas para manter os deslocamentos horizontais associados às ações verticais
suficientemente baixos em relação aos associados às ações horizontais:
. o valor absoluto da reação fictícia em qualquer nível deve ser igual ou inferior ou
a 15% da soma das ações horizontais no mesmo nível;
. o valor absoluto da soma algébrica das reações fictícias em quaisquer dois níveis
adjacentes deve ser igual ou inferior a 10% da soma das ações horizontais nestes
dois níveis.
FFIIGGUURRAA 44..11 -- MMooddeelloo ppaarraa aannáálliissee eelláássttiiccaa ddoo ssiisstteemmaa iinnddeessllooccáávveell
b) Faz-se uma análise rígido-plástica das vigas mistas para ações permanentes de cálculo
aplicadas antes e após a cura do concreto e sobrecarga de cálculo aplicada após a cura do
concreto. Considera-se um momento negativo atuando em cada ligação mista, igual a
SS SS SS SS SS SS SS SS
777999
0,85Mu (FIGURA 4.2), sendo Mu a resistência última a momento fletor da ligação mista,
determinada pelo método do ECCS-109 (1999 [14]), descrito no CAPÍTULO 2. Nesta etapa
considera-se que os pilares não participam da distribuição de momentos no NÓ. Por meio
desta análise, determinam-se as solicitações de cálculo das vigas e dos pilares.
CONTROLES
b.1 - o maior momento positivo de cálculo nas vigas mistas não pode ser superior a
0,9x0,85Mp, sendo Mp a resistência última a momento fletor da viga mista (o fator
β = 0,85 leva em conta a impossibilidade de plastificar totalmente a seção mista
sujeita a momento positivo);
b.2 - o maior momento positivo de cálculo nas vigas mistas não pode ser inferior a
0,85Mu, para evitar grandes trechos com momento negativo e grandes
desbalanceamentos de momentos aplicados ao pilar;
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: ccoonnssiiddeerraannddoo ppaarraa ooss IITTEENNSS bb..11 ee bb..22:: 00,,8855MMuu ≤≤ MMdd((++))≤≤ 00,,99xx00,,8855MMpp..
b.3 - a capacidade de rotação necessária das ligações mistas, com base na TABELA 2.5
(baseada em LI et al, 1996 [37], CAPÍTULO 2), para uma redistribuição de momentos
que permita atingir um momento positivo igual a 0,85Mp, deve ser inferior à
capacidade disponível, calculada pelo método do ECCS-109 (1999 [14]) descrito no
CAPÍTULO 2.
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: hhaavveennddoo ccoonnttrraavveennttaammeennttooss vveerrttiiccaaiiss,, oo ffaattoorr ββ ppooddee ppaassssaarr ppaarraa 00,,99,,
ccoomm aa ccoonnsseeqqüüeennttee aalltteerraaççããoo ddaa ccaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaa..
FFIIGGUURRAA 44..22 -- MMooddeelloo ppaarraa aannáálliissee pplláássttiiccaa ddoo ssiisstteemmaa iinnddeessllooccáávveell
φφ11 MMuulliigg
φφ11 == 00,,8855 φφ22 == 00,,9900 ee ββ == 00,,8855
φφ22 ββ MMpp
888000
44..11..22..33 FFaassee ffiinnaall -- aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee vveennttoo ee nnoocciioonnaaiiss
Considera-se o sistema formado pelas vigas mistas, ligações mistas, pilares (mistos ou
metálicos) e contraventamentos (se houver), como deslocável. As ligações mistas são
consideradas efetivas apenas a sotavento de cada pilar intermediário (onde as ações
horizontais reduzem o momento negativo na ligação - descarregamento). As demais ligações
mistas e as ligações com pilares extremos são consideradas rotuladas (FIGURA 4.3).
a) Faz-se análise elástica de primeira ordem do sistema para ações nominais do vento e
nocionais, em cada um dos dois sentidos. Os momentos de inércia das seções
transformadas das vigas são os mesmos utilizados para ações verticais. Os momentos de
inércia das seções transformadas dos pilares (caso sejam mistos) devem ser determinados
conforme prescrição do EUROCODE 4 (ENV 1994-1-1:1992). As rigidezes das ligações
mistas efetivas (a sotavento de cada pilar intermediário) são determinadas como para
ações verticais, porém, alterando a rigidez dos conectores conforme proposto por AHMED
& NETHERCOT (1997 [57]). Por meio desta análise, determinam-se os deslocamentos
horizontais e as reações dos pilares. As respostas têm que ser corrigidas para levar em
conta os efeitos de segunda ordem, podendo-se usar para isto o coeficiente B2 do AISC-
LRFD (1999 [58]). Na determinação de B2 consideram-se as ações verticais devidas às
ações permanentes nominais aplicadas antes e após a cura do concreto e sobrecarga
nominal aplicada após a cura do concreto, levando em conta o comportamento espacial
da edificação (principalmente quando houver pórticos cuja estabilidade depende de
outros pórticos paralelos).
CONTROLES
a.1 - o deslocamento horizontal máximo não deve exceder H/400, sendo H a altura da
edificação, e o deslocamento entre pisos (sem incluir a parcela associada à variação
de comprimento dos pilares) não deve exceder h/500, sendo h a distância entre
pisos.
888111
FFIIGGUURRAA 44..33 -- MMooddeelloo ppaarraa aannáálliissee eelláássttiiccaa ddoo ssiisstteemmaa ddeessllooccáávveell
a.2 - a maior tensão nos pilares deve ser inferior a fy, superpondo-se os efeitos das ações
nominais dos ITENS 4.1.2, 4.1.3-a e 4.1.4-a.
888222
b.2 - faz-se o controle da capacidade de rotação necessária das ligações mistas
consideradas rotuladas (a barlavento dos pilares intermediários), como no
ITEM 4.1.3-b.3, com aquela capacidade necessária determinada para β = p
d
M9,0M ,
sendo Md o momento positivo de cálculo na viga mista determinado em b.1.
No caso de vigas de extremidade, a capacidade de rotação necessária é igual à
determinada no ITEM 4.1.3-b.3, acrescida do efeito das ações horizontais de cálculo;
b.3 - a resistência de cálculo à força cortante das vigas mistas, dos pilares mistos e das
ligações mistas deve ser igual ou superior à soma das forças cortantes de cálculo
devidas às ações verticais (ITEM 4.1.3-b) e horizontais (presente ITEM);
b.4 - os pilares devem ser verificados à flexão composta para os efeitos combinados das
ações verticais (ITEM 4.1.3-b) e horizontais (presente ITEM);
b.5 - os contraventamentos (se houver) devem ser verificados para os efeitos das ações
horizontais (presente ITEM);
b.6 – não pode haver inversão dos momentos negativos nas vigas, isto é, o momento
positivo a sotavento não pode ser superior a 0,85 Mu.
44..11..22..44 RReeaaççõõeess ddee aappooiioo
As reações de apoio nominais dos pilares (ações nas fundações) são obtidas da seguinte
forma:
- ações permanentes - soma dos resultados obtidos nos ITENS 4.1.2 e 4.1.3-a;
- sobrecarga - resultados obtidos no ITEM 4.1.3-a;
- ações de vento e nocionais - resultados obtidos no ITEM 4.1.4-a, multiplicando-se os
momentos por 1,1 (porque o valor máximo do coeficiente B2 cai de 1,3 para 1,2 quando
se passa de ações verticais de cálculo para ações nominais).
44..22 FFuunnddaammeennttaaççããoo TTeeóórriiccaa
44..22..11 NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo
Na FIGURA 4.4 mostra-se um NÓ típico de pilar intermediário de um pórtico, com as
ligações mistas à esquerda e à direita, e a curva M-θ (momento-rotação) das ligações mistas.
Na curva M-θ destacam-se o momento último Mu, o momento de serviço Ms, a rigidez de
888333
carregamento Kcar correspondente a Ms, as rigidezes de descarregamento e recarregamento
Kdes (praticamente iguais conforme ensaios - ANEXO B - RELATÓRIO DE ENSAIO DOS NÓS
MISTOS - RNM) e a capacidade de rotação disponível θu. O ponto “0” corresponde às
ligações descarregadas. O comportamento global do pórtico pode ser visualizado por meio do
comportamento do NÓ típico.
((aa)) NNÓÓ ttííppiiccoo –– SSiittuuaaççããoo iinnddeeffoorrmmaaddaa ((bb)) CCuurrvvaa MM--θθ
FFIIGGUURRAA 44..44 -- NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
44..22..22 CCoommppoorrttaammeennttoo ddaa eessttrruuttuurraa –– eessttaaddoo lliimmiittee úúllttiimmoo
aa)) AAççõõeess ppeerrmmaanneenntteess ee ssoobbrreeccaarrggaa
Tais ações, no estado limite último, esgotam a capacidade das ligações mistas, sem,
entretanto, esgotar a resistência da viga mista a momento positivo, devido ao coeficiente β
utilizado na análise (ITEM 4.1.3-a). Além do mais, devido ao controle da rotação (ITEM 4.1.3-
a), assegura-se que a rotação última θu da ligação não é atingida. A deformada do NÓ típico é
mostrada na FIGURA 4.5-a e a solicitação de cada ligação (θθAA < θu , Mu) é representada pelo
ponto A da FIGURA 4.5-b.
LLiiggaaççããoo mmiissttaa LLiiggaaççããoo mmiissttaa
RReeccaarrrreeggaammeennttoo
MM
DDeessccaarrrreeggaammeennttoo
MMuu
MMss
KKccaarr KKddeess
θθuu
DDeessccaarrrreeggaaddoo
θθ00
888444
((aa)) DDeeffoorrmmaaddaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo ((bb)) PPoonnttoo ccoorrrreessppoonnddeennttee nnoo ddiiaaggrraammaa MM--θθ
FFIIGGUURRAA 44..55 –– DDeeffoorrmmaaddaa ddoo NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
((lliiggaaççõõeess mmiissttaass ttrraabbaallhhaamm aattéé oo ppoonnttoo AA))
OOBBSSEERRVVAAÇÇÕÕEESS::
aa..11 -- AAiinnddaa qquuee aass ccaappaacciiddaaddeess ddee rroottaaççããoo nneecceessssáárriiaass ddaass lliiggaaççõõeess ffoosssseemm ddiiffeerreenntteess ((θθ11 ee θθ22)),, aa lliinnhhaa
ddee rraacciiooccíínniioo sseerriiaa iinntteeiirraammeennttee aannáállooggaa..
aa..22 -- PPooddee hhaavveerr aa tteennddêênncciiaa ddee aappaarreecceerreemm mmoommeennttooss iinniicciiaaiiss ddiiffeerreenntteess nnaass dduuaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass,, ccoomm
oo ppiillaarr ppaarrttiicciippaannddoo ddoo eeqquuiillííbbrriioo ddee mmoommeennttooss nnoo NNÓÓ ((FFIIGGUURRAA 44..66--aa)).. NNoo lliimmiittee,, eennttrreettaannttoo,, oo
ppiillaarr ggiirraa nnoo sseennttiiddoo ddoo mmaaiioorr mmoommeennttoo qquuee oo ssoolliicciittaa ((FFIIGGUURRAA 44..66--bb)) ee,, ccoomm aa ffoorrççaa nnoorrmmaall,,
aaddqquuiirree uummaa ddeeffoorrmmaaddaa ccoomm ppoonnttooss ddee iinnfflleexxããoo nnoo nníívveell mmééddiioo ee nnooss ppoonnttooss ddee ttrraavvaammeennttoo ((vviiggaass
ddooss ppiissooss)) ee ccoommpprriimmeennttoo ddee ffllaammbbaaggeemm iigguuaall àà mmeettaaddee ddaa ddiissttâânncciiaa eennttrree vviiggaass,, ccoommoo ssee mmoossttrraa
nnaa FFIIGGUURRAA 44..66--cc.. AAss lliiggaaççõõeess ffiiccaamm ccoomm rroottaaççõõeess ddiiffeerreenntteess àà eessqquueerrddaa ee àà ddiirreeiittaa,, ppoorréémm,, aa vviiggaa
ddaa eessqquueerrddaa sseennddoo mmeennooss ccaarrrreeggaaddaa,, eexxiiggee mmeennooss rroottaaççããoo ddee sseeuu eeiixxoo nnoo aappooiioo,, nnããoo vviioollaannddoo aa
ccaappaacciiddaaddee ddee rroottaaççããaaã ra o tt a d0.04 0.04 TD( )Tj0.75(0.04 0.4955 -0.043(o)Tj0.75294F0.04 0.04 TD( )Tj0.75F0.049.4764 -0.09.48 274.68g-0.10 0.04 TD(ã)Tj0.I0.04 0.04 TD43 TD43 0.75I0.04 0.4955 -0.0429D(d)Tj43 0.75G0.04 0.04 TD43 TD43 0.75G0.04 0.4955 -0.071TD( )Tj43 0.75U0.04 0.04 TD43 TD43 0.75U0.04 0.4955 -0.07091( )Tj43 0.75R0.04 0.04 TD43 TD43 0.75R0.04 0.4955 -0.06078( )Tj43 0.75A0.04 0.04 TD43 TD43 0.75A94 g0.4404 -0.04 TD(ã4 T.72g-0.04 0.04 TD(ã)Tj0.-0.04 0.04 TD( )Tj0.75294 g0.2502 -0.04 TD(d)Tj0 g40.04 0.04 TD( )Tj0.75494 g0.3003 -0.04 TD(a)Tj0 g.0.04 0.04 TD( )Tj0.75..04 0-0.04 004 TD( )Tj0.7529460.04 0.04 TD( )Tj0.75694 g0.3003 -0.04 TD(a)Tj0 g-0.04 0.04 TD( )Tj0.75-0.04 0.4955 -0.043(o)Tj0.7529404 0.04 TD( )Tj0.75294 g0.2953 -0.04 TD(a)Tj0 g-0.)0.04 0.04 TD( )Tj0.75)0.04 0.4955 -0.042 0.04 TD(a)T.0.04 0.04 TD( )Tj0.75..04 0-0.04 004 TD TD(i)Tj0 g-0.04 0.04 TD(i)Tj0.75294 gETq213.774964 -0.0175.799440 312.47944 549.02042 cm/Im6 DoQq1 i 307.9D712.76 1.046 1.044 reW nBT1.09746 -0.01.090 307.9D713 TD 0.04 TD(ã)Tj0.M94 gETQq1 i 307.44 712.76 1.046 1.09DreW nBT1.09746 -0.01.090 307.44 713.90 0.04 .M94 gETQq1 i 300.18 679.82 1.046 1.05reW nBT1.09746 -0.01.090 300.18 68.054 0.04 TD(ã)Tj0.M94 gETQq1 i 305.7 679.82 1.046 1.090 reW nBT1.09746 -0.01.090 305.7 681.0204.04 .M94 gETQq1 i 3Tj12 679.82 3054 5.64 reW nBT7.0172g-0.07.02 3Tj12 679.2D 0.04 TD(ã)Tj0.u94 gETQq1 i 3T4.82 679.82 3054 5.94 reW nBT7.0172g-0.07.02 3T4.82 679.5204.04 .u94 gETQBT/F1 1 Tf1.09746 -03.753801.090 48.036 544.16 0.04 TD(ã)Tj0.�94 gETq1 i 479.84 542TD07.2 1304 reW nBT1.09746 -03.753801.090 479.84 544.64 0.04 Tj0.�94 gETQBT/TT6 1 Tf7.0172g-0.07.02 485.84 542T8404.04 .u94 g 0.04 TD28(i)Tj270.75u94 g0.3003 -0.0447D(i)Tj270.75-0.04 0.04 TD27i)Tj270.75-0.04/F1 1 Tf1.09746 -03.753801.090 416.58 544.16 0.04 TD(ã)Tj0.�94 gETq1 i 416.1 542TD07.2 1304 reW nBT1.09746 -03.753801.090 416.1 544.64 0.04 /Cs6 csg-0.04372 .067451 scn0.�94 gETQBT/TT6 1 Tf7.0172g-0.07.02 422.1 542T8404.04 .A94 g/Cs6 csg-0.04372 .067451 scn04 TD28(i)Tj270.75A0.04 0.4955 -0.06498(i)Tj270.75-0.04/Cs6 csg-0.04372 .067451 scn04 TD28(i)Tj270.75294 gET.04 196 -0.0scn01 i 42.06 684046 m419.34 684046 418042 683 TD 418042 682
ãã aãa ãaaa ã
ã
888555
((aa)) SSoolliicciittaaççããoo ddaass lliiggaaççõõeess ((bb)) RRoottaaççããoo ddoo ppiillaarr ee ddaass lliiggaaççõõeess
((cc)) SSiittuuaaççããoo ffiinnaall
FFIIGGUURRAA 44..66 –– DDiissttrriibbuuiiççããoo ddooss eessffoorrççooss ssoolliicciittaanntteess nnoo NNÓÓ
9900°° ++ θθAA -- θθpp
θθAA
θθpp
9900°° ++θθAA’’ ++ θθpp ≤≤ 9900°° ++θθAA
ee iixx oo
ppii ll aa
rr
θθAA’’
θθpp
MMeessqq MMddiirr >> MMeessqq
888666
bb)) AAççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddaa eessqquueerrddaa ppaarraa aa ddiirreeiittaa
Com a aplicação das ações horizontais da esquerda para a direita, o pilar gira em relação à
ligação mista da esquerda (lado de barlavento), no sentido de aumentar a rotação prévia desta
ligação, e em relação à ligação mista da direita (lado de sotavento), no sentido de reduzir a
rotação prévia desta ligação (FIGURA 4.7-a). Assim, no estado limite último, a ligação da
esquerda tem sua rotação prévia aumentada (carregamento) e a ligação da direita tem sua
rotação prévia diminuída (descarregamento), como se vê na FIGURA 4.7-a. O ponto A da
FIGURA 4.7-b desloca-se para os pontos Aesq1 e Adir1, correspondentes às ligações da esquerda
e da direita, respectivamente (FIGURA 4.7-b). A rotação θesq1 da ligação esquerda ainda é
menor que θu, conforme assegurado no ITEM 4.1.4-b.2 e o menor valor do momento na
ligação direita é zero, conforme ITEM 4.1.4-b.6. Como a ligação direita não reteve o momento
Mu, o momento positivo no vão da viga sofre um acréscimo e seu novo valor deve ser
controlado, conforme estabelecido no ITEM 4.1.4-b.1, garantindo-se assim a integridade do
sistema estrutural.
((aa)) DDeeffoorrmmaaddaa ppaarraa aaççõõeess bb)) PPoonnttooss ccoorrrreessppoonnddeenntteess
vveerrttiiccaaiiss ++ hhoorriizzoonnttaaiiss ((eessqq →→ ddiirr )) nnoo ddiiaaggrraammaa MM--θθ
FFIIGGUURRAA 44..77 –– DDeeffoorrmmaaddaa ddoo NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss
ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ((lliiggaaççõõeess mmiissttaass ttrraabbaallhhaamm aattéé ooss ppoonnttooss BB’’ ee BB””))
A retirada das ações horizontais faz com que o pilar gire em relação à ligação mista da
esquerda (lado de barlavento), no sentido de diminuir a rotação anterior, e em relação à
AA AAeessqq11
AAddiirr11
AApplliiccaaççããoo ddaass aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss
θθuu θθAA θθddiirr11 θθeessqq11 θθ
MM
MMuu
00
9900°° ++ θθeessqq11
θθeessqq11 >> θθAA
θθddiirr11 << θθAA
9900°° ++ θθddiirr11
eeiixxoo vviiggaa
BB’’
BB””
888888
((aa)) DDeeffoorrmmaaddaa ppaarraa aa rreettiirraaddaa ddaa aaççõõeess bb)) PPoonnttooss ccoorrrreessppoonnddeenntteess
hhoorriizzoonnttaaiiss ((ddeessccaarrrreeggaammeennttoo)) nnoo ddiiaaggrraammaa MM--θθ
FFIIGGUURRAA 44..88 –– DDeeffoorrmmaaddaa ddoo NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo ppaarraa rreettiirraaddaa ddaass aaççõõeess
hhoorriizzoonnttaaiiss ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ((lliiggaaççõõeess mmiissttaass ttrraabbaallhhaamm aattéé ooss ppoonnttooss CC’’ ee CC””))
((aa)) DDeeffoorrmmaaddaa ppaarraa iinnvveerrssããoo ddoo sseennttiiddoo ddaass ((bb)) PPoonnttooss ccoorrrreessppoonnddeenntteess
aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoo ddiiaaggrraammaa MM--θθ
FFIIGGUURRAA 44..99 –– DDeeffoorrmmaaddaa ddoo NNÓÓ ttííppiiccoo ddee ppiillaarr iinntteerrmmeeddiiáárriioo aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss eemm sseennttiiddoo
ccoonnttrráárriioo ee ccuurrvvaa MM--θθ ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa ((lliiggaaççõõeess mmiissttaass ttrraabbaallhhaamm aattéé ooss ppoonnttooss AA ee DD))
IInnvveerrssããoo ddoo sseennttiiddoo ddaass aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss MM
MMuu
θθddiirr11
AA AAeessqq11
AAddiirr11
AAeessqq22 AAddiirr22
θθ θθuu θθAA θθeessqq33
AAeessqq33
AAddiirr33
00
eeiixxoo vviiggaa
3311
22
9900°° ++ θθeessqq33
9900°° ++ θθddiirr33
ccooiinncciiddeenntteess
11 22
9900°° ++ θθeessqq22
9900°° ++ θθddiirr22
eeiixxoo vviiggaa
MMuu//22
MMuu
θθddiirr11
MM
AA AAeessqq11
AAddiirr11
AAeessqq22 AAddiirr22
00θθ
RReettiirraaddaa ddaass aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss
θθuu θθddiirr22 θθeessqq11 θθeessqq22
ccooiinncciiddeenntteess CC’’ CC””
DD
888999
FFIIGGUURRAA 44..1100 –– SSiittuuaaççããoo lliimmiittee ddee ““sshhaakkeeddoowwnn”” eelláássttiiccoo
44..22..33 CCoommppoorrttaammeennttoo ddaa eessttrruuttuurraa eemm sseerrvviiççoo
Os ciclos de carregamento associados às aplicações e retiradas de ações horizontais,
mencionados nos ITENS 4.2.2-b e 4.2.2-c, ocorrem para ações bem inferiores a seus valores de
cálculo. Por exemplo, um ciclo com aplicação e retirada do vento máximo é previsto, com
uma probabilidade de 63%, apenas uma vez em 50 anos (NBR6123, 1988 [65]). A velocidade
do vento que pode se repetir 5 (cinco) vezes em 50 anos, com a mesma probabilidade anterior,
é de 78% da velocidade máxima (NBR6123, 1988 [65]), o que corresponde a uma pressão de
0,782x100 = 61% da máxima. Além disto, as ações verticais e horizontais nominais são
inferiores aos respectivos valores de cálculo. Este comportamento da estrutura em serviço
norteou os ensaios de NÓS MISTOS realizados.
LLEEGGEENNDDAA::
11 aaççõõeess ddaa eessqquueerrddaa pp// ddiirreeiittaa -- ccaarrrreeggaammeennttoo
2 aaççõõeess ddaa eessqquueerrddaa pp// ddiirreeiittaa -- ddeessccaarrrreeggaammeennttoo
3 aaççõõeess ddaa ddiirreeiittaa pp// eessqquueerrddaa -- ccaarrrreeggaammeennttoo
44 aaççõõeess ddaa ddiirreeiittaa pp// eessqquueerrddaa -- ddeessccaarrrreeggaammeennttoo
MM
MMuu
MMuu//22
AAeessqq11
11
22
33
33
11
22
44
44
AAddiirr11
θθ θθuu
sseemm aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss
AAddiirr11 AAeessqq33
999000
44..22..44 SSíínntteessee ddoo ccoommppoorrttaammeennttoo ddaa eessttrruuttuurraa
999111
44..33 FFuunnddaammeennttaaççããoo EExxppeerriimmeennttaall
44..33..11 NNeecceessssiiddaaddee ddee eennssaaiiooss eexxppeerriimmeennttaaiiss
A justificativa teórica do MÉTODO DE ANÁLISE PROPOSTO depende de informações não
disponíveis na bibliografia, tais como:
- relação entre as rigidezes de carregamento, descarregamento e recarregamento, para 4
(quatro) ou 5 (cinco) ciclos de carregamento horizontal;
- ocorrência de degeneração de rigidez após os ciclos mencionados;
- rotação plástica residual na ligação mista após os ciclos mencionados, avaliada com base
em comportamento realista da estrutura, mais próximo da situação de serviço.
As informações anteriores foram obtidas por meio de 8 (oito) ensaios de NÓS MISTOS.
Além de tais informações foi necessário verificar experimentalmente o comportamento da
ligação metálica inferior que faz parte da ligação mista, devido à discrepância das referências
bibliográficas concernentes. Para isto, foram realizados 16 (dezesseis) ensaios de ligações
parafusadas exatamente do tipo utilizado na ligação mista em estudo.
Finalmente, com os resultados dos ensaios dos NÓS MISTOS e das ligações parafusadas foi
possível avaliar a validade das prescrições do ECCS-109 1999 [14] para a determinação da
rigidez, da resistência última e da capacidade de deformação da ligação mista.
44..33..22 EEnnssaaiiooss ddaass LLiiggaaççõõeess PPaarraaffuussaaddaass IInnffeerriioorreess
44..33..22..11 DDeessccrriiççããoo ggeerraall ddooss pprroottóóttiippooss,, mmoonnttaaggeemm ee iinnssttrruummeennttaaççããoo
Determinou-se o comportamento da ligação parafusada da cantoneira com a mesa inferior
da viga apoiada, sujeita a uma carga de compressão, por meio de 16 (dezesseis) ensaios
experimentais, realizados em 4 (quatro) tipos de protótipos (ANEXO A - RELATÓRIO DE
ENSAIO DAS LIGAÇÕES PARAFUSADAS - RLP). Utilizaram-se diversas combinações de
diâmetro (19 mm e 25 mm), espessuras das chapas da mesa da viga e da cantoneira, bem como
tipos de materiais. Os parafusos foram montados sem protensão inicial (“snug tightened”) em
999222
14 (quatorze) ensaios e com protensão inicial (“fully tensioned”) em 2 (dois) ensaios.
Mostram-se na TABELA 4.1 todos os casos ensaiados. Na metodologia de ensaio foi aplicada
uma pré-carga para eliminar as folgas dos furos (25 kN para 19 mm e 50 kN para 25 mm). As
dimensões do protótipo e a montagem para os ensaios estão ilustradas na FIGURA 4.11; a
instrumentação está ilustrada na FIGURA 4.12.
Como o principal objetivo destes ensaios foi determinar o maior deslocamento que pode
ser alcançado na ligação, não foi necessário realizar ensaios de caracterização de materiais.
TTAABBEELLAA 44 11–– CCoonnffiigguurraaççããoo ddooss eennssaaiiooss ddaass lliiggaaççõõeess ppaarraaffuussaaddaass ((AANNEEXXOO AA -- RRLLPP))
FFIIGGUURRAA 44..1111 –– DDiimmeennssõõeess ddaass lliiggaaççõõeess ppaarraaffuussaaddaass –– mmoonnttaaggeemm ppaarraa eennssaaiioo
999333
FFIIGGUURRAA 44..1122 –– IInnssttrruummeennttaaççããoo ppaarraa oo ssiisstteemmaa ddee aaqquuiissiiççããoo ddee ddaaddooss ((SSAADD ,, AANNEEXXOO AA -- RRLLPP))
44..33..22..22 PPrriinncciippaaiiss rreessuullttaaddooss ee ccoonncclluussõõeess
Os resultados dos ensaios obtidos na aquisição de dados (SAD) são mostrados na
FIGURA 4.13 em curvas carga-deslocamento obtidas para todos os casos apresentados na
TABELA 4.1. A resistência nominal da ligação Rn que aparece nos gráficos da FIGURA 4.13 é o
valor esperado com base no AISC-LRFD (1999 [58]). Observa-se que em vários ensaios o valor
de Rn não foi alcançado, porque o ensaio foi interrompido um pouco antes deste ponto.
Nas FIGURAS 4.14 e 4.15 mostram-se as curvas para os CASOS 1 e 11, em detalhe,
destacando-se as rigidezes ki (inicial), ks (serviço) e kEC (rigidez de serviço baseada no
EUROCODE 3, ENV - 1993-1-1, 1997 [26]).
As principais conclusões obtidas a partir dos ensaios foram:
a) a resistência última dos parafusos não foi avaliada, porém, não houve falha dos parafusos
antes de atingir as previsões do AISC-LRFD, 1999 [58].
b) a capacidade de deformação da ligação variou de 3 mm a 8 mm, sendo que o mínimo
obtido de 3 mm contraria o valor mínimo de 4 mm recomendado por EASTERLING et al,
1996 [23].
c) houve boa concordância entre os valores médio das rigidezes secantes obtidas nos ensaios
para 2/3 da carga última e as rigidezes calculadas pelo EUROCODE 3, conforme mostrado
na TABELA 4.2. Com os valores de rigidez determinados pelo EUROCODE 3 foram
determinados os valores da carga e do deslocamento correspondentes em cada ensaio. Na
999444
((aa)) PPaarraaffuussooss φφ == 33..44""-- GGrruuppoo 0011
((bb)) PPaarraaffuussooss φφ == 33..44""-- GGrruuppoo 0022
((cc)) PPaarraaffuussooss φφ == 11""-- GGrruuppoo 0033
((dd)) PPaarraaffuussooss φφ == 11""-- GGrruuppoo 0044
FFIIGGUURRAA 44..1133 –– CCoommppoorrttaammeennttoo ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo ddaass lliiggaaççõõeess ppaarraaffuussaaddaass eennssaaiiaaddaass
((AANNEEXXOO AA -- RREELLAATTÓÓRRIIOO DDEE EENNSSAAIIOO DDAASS LLIIGGAAÇÇÕÕEESS PPAARRAAFFUUSSAADDAASS -- RRLLPP))
999555
TABELA 4.3 apresentam-se os valores médios destas ações como uma porcentagem da
carga última e os valores médios dos deslocamentos correspondentes, para cada tipo de
protótipo.
FFIIGGUURRAA 44..1144 -- CCoommppoorrttaammeennttoo ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo –– CCAASSOO 11
FFIIGGUURRAA 44..1155 -- CCoommppoorrttaammeennttoo ccaarrggaa--ddeessllooccaammeennttoo –– CCAASSOO 1111
TTAABBEELLAA 44..22 –– CCoommppaarraaççããoo eennttrree aass rriiggiiddeezzeess iinniicciiaall ee sseeccaannttee bbaasseeaaddaa nnooss eennssaaiiooss ee nnaa rriiggiiddeezz
iinniicciiaall ddoo EEUURROOCCOODDEE 33 ((AANNEEXXOO AA -- RRLLPP))
kkii kkEECC kkss
kkii kkEECC kkss
999666
TTAABBEELLAA 44..33 –– CCaarrggaa ee ddeessllooccaammeennttoo ccoorrrreessppoonnddeenntteess àà rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ddoo EEUURROOCCOODDEE 33
((AANNEEXXOO AA -- RRLLPP))
d) foram determinadas as relações entre P/Pu e ∆/∆REF , sendo ∆REF o deslocamento
correspondente a 80% da carga última Pu, para os diâmetros de parafusos de 19 mm e
25,4 mm. As curvas correspondentes são apresentadas na FIGURA 4.16, juntamente com a
curva média para os dois diâmetros e a curva similar obtida com base no AISC-LRFD
(1999, [58]), utilizada no processo do centro instantâneo de rotação (CIR). Nota-se que
os deslocamentos relativos baseados no AISC-LRFD são inferiores aos obtidas nos ensaios,
para o mesmo nível de carga; isto se deve ao fato do processo do AISC-LRFD levar em
conta apenas as deformações associadas aos parafusos, desconsiderando a influência das
espessuras das chapas envolvidas na ligação.
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
∆ / ∆ REF
P/Pu
MÉDIA GERAL P-Delta LRFD P-Delta_Diam =19 m m P-Delta_Diam =25,4 m m
FFIIGGUURRAA 44..1166 –– CCoommppaarraaççããoo ddaass rriiggiiddeezzeess ddee eennssaaiiooss ccoomm aa tteeóórriiccaa ddoo
AAIISSCC--LLRRFFDD,, 11999999 [[5588]]
CCUURRVVAA PP--∆∆ NNOORRMMAALLIIZZAADDAA
999777
e) foram determinadas também as rigidezes normalizadas, dividindo-se a rigidez média de
ensaio ks pela rigidez proposta pelo EUROCODE 3 (ENV - 1993-1-1, 1997), para cada nível
de carga. A FIGURA 4.17 apresenta tais rigidezes normalizadas para os diâmetros de
parafusos de 19 mm e 25,4 mm e a curva média para os dois diâmetros, em função de
P/Pu. Nota-se que as rigidezes dependem claramente do nível de carregamento da
ligação, sendo, portanto, a rigidez prescrita pelo EUROCODE 3 específica para o nível de
solicitações de serviço.
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50
MÉDIA
P/Pu
RIGIDEZ RELATIVA_Diam =19 m m RIGIDEZ RELATIVA_Diam =25,4 m m MÉDIA FFIIGGUURRAA 44..1177 –– CCoommppaarraaççããoo ddaass rriiggiiddeezzeess nnoorrmmaalliizzaaddaass ddee eennssaaiiooss ccoomm aa tteeóórriiccaa ddoo
EEUURROOCCOODDEE 33 ,, EENNVV -- 11999933--11--11,, 11999977 [[2266]]
44..33..33 EEnnssaaiiooss ddooss NNÓÓSS MMIISSTTOOSS
44..33..33..11 CCoonnssiiddeerraaççõõeess ggeerraaiiss
Nos ensaios dos NÓS MISTOS, cuja função principal foi estabelecer rigidezes de
carregamento, descarregamento e recarregamento, foram aplicados ciclos simétricos
(correspondentes a ações verticais) e ciclos assimétricos (correspondentes a ações verticais e
horizontais), sem atingir o momento último nos ciclos simétricos (à exceção do ENSAIO 01).
Nos ciclos assimétricos foi anulado o momento em uma das ligações do NÓ, com a outra
RRIIGGIIDDEEZZ RREELLAATTIIVVAA
999888
atingindo o momento último. Com esta metodologia procurou-se representar de forma mais
realista o comportamento de um NÓ da estrutura real, em situação de serviço, conforme visto
no ITEM 4.2.3.
Para conseguir carregar assimetricamente os protótipos, foi retirado o apoio vertical do
lado esquerdo, sendo o momento devido às ações verticais no protótipo equilibrado por um
binário horizontal proporcionado por um rolo na parte inferior do protótipo e tirantes
tracionados na parte superior do protótipo (FIGURA 4.24). Nesta situação, a carga aplicada
pelo atuador hidráulico provoca momento apenas na ligação direita. Na situação simétrica,
com os dois apoios verticais funcionando, os rolos inferiores servem de guia para o protótipo,
com os tirantes tracionados superiores praticamente sem solicitação (na realidade, tais tirantes
absorveram um pouco de carga, tendo sido feita uma compensação de momentos nas duas
ligações, esquerda e direita, em função das rotações observadas nestas ligações).
O ENSAIO 01 foi especial, tendo sido atingido o momento último das ligações em dois
ciclos simétricos e em dois assimétricos, com uma rotação final da ordem de 16,5 mrad. A
finalidade principal deste ensaio foi constatar que não ocorre degeneração de rigidez
considerável, mesmo em situações extremas de solicitação.
Nos ENSAIOS 02 a 08 não foi atingido o momento último das ligações nos ciclos
simétricos, e sim momentos da ordem de 61% do último, mas, o momento ultimo foi atingido
nos ciclos assimétricos. Tipicamente, foram aplicados 4 (quatro) ciclos simétricos
(carregamento e descarregamento) e 4 (quatro) assimétricos (carregamento e
descarregamento). Ao final de todos os ciclos as rotações das ligações ficaram entre 4,7 mrad
(ENSAIO 06) e 9,5 mrad (ENSAIO 04).
OOBBSSEERRVVAAÇÇÕÕEESS::
aa)) NNããoo ffooii uussaaddaa aarrmmaadduurraa ddee ddiissttrriibbuuiiççããoo ddee ffiissssuurraass,, ppaarraa qquuee aa ffiissssuurraa pprriinncciippaall ttiivveessssee
llooccaaççããoo ddeeffiinniiddaa.. GGeerraallmmeennttee eessttaa llooccaaççããoo éé pprróóxxiimmaa ddoo ppiillaarr ((FFIIGGUURRAA 44..1188))..
bb)) NNooss EENNSSAAIIOOSS 0055,, 0066,, 0077 ee 0088,, ffoorraamm rreettiirraaddooss ooss ppaarraaffuussooss ddaass ccaannttoonneeiirraass ddaa aallmmaa ddaa
vviiggaa,, ppaarraa ccoonnssttaattaarr qquuee eessttaa lliiggaaççããoo ddaa aallmmaa aaffeettaa mmuuiittoo ppoouuccoo aa rriiggiiddeezz ddaa lliiggaaççããoo
mmiissttaa.. NNooss ddeemmaaiiss eennssaaiiooss ttaaiiss ppaarraaffuussooss ffoorraamm mmaannttiiddooss ee aa rriiggiiddeezz ddaa lliiggaaççããoo ddaa aallmmaa
ffooii lleevvaaddaa eemm ccoonnttaa nnaass aavvaalliiaaççõõeess tteeóórriiccaass..
111000000
bbaarrrraass nneessttaa ssiittuuaaççããoo.. CCoomm eessttee pprroocceeddiimmeennttoo ffooii ppoossssíívveell ccoonnssttaattaarr,, ccoommppaarraannddoo
rreessuullttaaddooss tteeóórriiccooss ee eexxppeerriimmeennttaaiiss,, qquuee aass bbaarrrraass ffoorraa ddaa llaarrgguurraa eeffeettiivvaa nnããoo
ccoonnttrriibbuueemm ppaarraa aa rriiggiiddeezz ddaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass.. AA ddeetteerrmmiinnaaççããoo ddaa llaarrgguurraa eeffeettiivvaa ffooii
ffeeiittaa ccoonnssiiddeerraannddoo oo pprroottóóttiippoo ccoommoo uummaa vviiggaa bbiiaappooiiaaddaa ssuujjeeiittaa aa uummaa ccaarrggaa nnoo cceennttrroo
((bbeeff == LL//44 == 551155 mmmm)),, eennttrreettaannttoo,, ddeevviiddoo aa iimmpprreecciissõõeess ccoonnssttrruuttiivvaass ee pprrooxxiimmiiddaaddee ddaa
ffaaiixxaa ddaa llaarrgguurraa eeffeettiivvaa,, ffoorraamm ccoonnssiiddeerraaddaass ttrraabbaallhhaannddoo aass bbaarrrraass ddeennttrroo ddee 770000 mmmm ddee
llaarrgguurraa.. EEssttaa ccoonnssiiddeerraaççããoo ffooii ccoonnffiirrmmaaddaa ppeellooss eennssaaiiooss..
((aa)) EENNSSAAIIOOSS 0033 ee 0044 ((44 φφ 1122,,55 mmmm))
((bb)) EENNSSAAIIOOSS 0077 ee 0088 ((22φφ 1166 mmmm))
FFIIGGUURRAA 44..1199 –– PPoossiicciioonnaammeennttoo ddaass bbaarrrraass nnaa llaarrgguurraa eeffeettiivvaa ddaa llaajjee
A descrição detalhada de todos os ensaios de NÓS MISTOS, bem como resultados e
conclusões, encontram-se no ANEXO B – RELATÓRIO DE ENSAIO DOS NÓS MISTOS – RNM.
llaarrgguurraa eeffeettiivvaa
22 bbaarrrraass ccoorrttaaddaass
llaarrgguurraa eeffeettiivvaa 22 bbaarrrraass ccoorrttaaddaass
111000111
44..33..33..22 DDeessccrriiççããoo ggeerraall ddooss pprroottóóttiippooss,, mmoonnttaaggeemm ee iinnssttrruummeennttaaççããoo
Os protótipos ensaiados (NÓS MISTOS) contém ligações entre elementos mistos (vigas
mistas) e um elemento metálico (pilar), onde a armadura e o concreto presentes nas lajes
contribuem para a resistência e a rigidez da ligação.
Mostra-se na TABELA 4.4 a configuração dos modelos ensaiados.
Nas FIGURAS 4.20 a 4.23 apresentam-se os desenhos detalhados dos 8 (oito) protótipos
que foram ensaiados no LAEES – LABORATÓRIO DE ANÁLISE EXPERIMENTAL DE ESTRUTURAS
DA EEUFMG (ANEXO B - RNM).
Na FIGURA 4.24 mostra-se a montagem geral dos ensaios, destacando-se: os apoios
verticais C4, as colunetas auxiliares C3, o atuador hidráulico, os rolos de guia e de reação
(rolo da direita para ciclo assimétrico), os tirantes tracionados superiores e um esquema da
instrumentação. Com a instrumentação utilizada (4 DT’s horizontais) foi possível medir
apenas os deslocamentos associados às deformações dos componentes da ligação mista.
Os ensaios foram feitos na seguinte ordem: ENSAIOS 01 e 02 (Modelo 2/4 - FIGURA 4.20),
ENSAIOS 03 e 04 (Modelo 1/4 - FIGURA 4.21), ENSAIOS 05 e 06 (Modelo 3/4 - FIGURA 4.22) e
ENSAIOS 07 e 08 (Modelo 4/4 - FIGURA 4.23).
O principal objetivo destes ensaios foi determinar valores de rigidez de carregamento,
descarregamento e recarregamento, bem como verificar se há degeneração de rigidez para
poucos ciclos. Assim, considerou-se necessário realizar ensaios de caracterização de materiais
apenas para as barras de armadura e para o concreto.
111000222
TTAABBEELLAA 44..44 –– CCoonnffiigguurraaççããoo ddooss eennssaaiiooss ddooss NNÓÓSS MMIISSTTOOSS ((AANNEEXXOO BB -- RRNNMM))
111000333
FFIIGGUURRAA 44..2200 -- MMooddeelloo 11//44 –– CCoonnjjuunnttoo 11 ee CCoonnjjuunnttoo 22 ((AANNEEXXOO BB –– RRNNMM))
FFIIGGUURRAA 44..2211 -- MMooddeelloo 22//44 –– CCoonnjjuunnttoo 11 ee CCoonnjjuunnttoo 22 ((AANNEEXXOO BB –– RRNNMM))
111000444
FFIIGGUURRAA 44..2222 -- MMooddeelloo 33//44 –– CCoonnjjuunnttoo 11 ee CCoonnjjuunnttoo 22 ((AANNEEXXOO BB –– RRNNMM))
FFIIGGUURRAA 44..2233 -- MMooddeelloo 44//44 –– CCoonnjjuunnttoo 11 ee CCoonnjjuunnttoo 22 ((AANNEEXXOO BB –– RRNNMM))
111000666
44..33..33..33 PPrriinncciippaaiiss rreessuullttaaddooss ee ccoonncclluussõõeess
As curvas momento-rotação da ligação direita, obtidas nos ensaios, são apresentadas nas
FIGURAS 4.25 a 4.32, incluindo ciclos simétricos e assimétricos, para os ENSAIOS 01 a 08.
FFIIGGUURRAA 44..2255 –– CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddoo EENNSSAAIIOO 0011
FFIIGGUURRAA 44..2266 –– CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddoo EENNSSAAIIOO 0022
111000777
FFIIGGUURRAA 44..2277 –– CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddoo EENNSSAAIIOO 0033
FFIIGGUURRAA 44..2288 –– CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddoo EENNSSAAIIOO 0044
111000888
FFIIGGUURRAA 44..2299 –– CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddoo EENNSSAAIIOO 0055
FFIIGGUURRAA 44..3300 –– CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddoo EENNSSAAIIOO 0066
111000999
FFIIGGUURRAA 44..3311 –– CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddoo EENNSSAAIIOO 0077
FFIIGGUURRAA 44..3322 –– CCuurrvvaass mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddoo EENNSSAAIIOO 0088
111111000
Nas TABELAS 4.5 e 4.6 apresentam-se as rigidezes linearizadas para os ENSAIOS 02 a 08,
considerando apenas ciclos simétricos (TABELA 4.5) e apenas ciclos assimétricos
(TABELA 4.6). Todas as rigidezes foram normalizadas dividindo-se o valor calculado pelo
valor correspondente obtido nos ensaios. Foram calculadas as médias, os desvios padrão e os
coeficientes de variação destas rigidezes normalizadas. Os ciclos I (simétrico) e II
(assimétrico) de todos os ensaios não foram considerados nas determinações estatísticas
mencionadas, devido às acomodações do sistema nestes ciclos iniciais. Observa-se,
entretanto, que o comportamento inelástico da ligação nestes ciclos iniciais resulta em uma
rotação residual que fica praticamente inalterada nos ciclos posteriores (ENSAIOS 02 a 08 –
FIGURAS 4.26 a 4.32).
111111111
TTAABBEELLAA 44..55 –– RRiiggiiddeezzeess ddee ccaarrrreeggaammeennttoo ee ddeessccaarrrreeggaammeennttoo –– cciiccllooss ssiimmééttrriiccooss ((IIIIII,, VV,, VVIIII)) ddooss EENNSSAAIIOOSS 0022 aa 0088
((AANNEEXXOO BB -- RREELLAATTÓÓRRIIOO DDEE EENNSSAAIIOO DDOOSS NNÓÓSS MMIISSTTOOSS -- RRNNMM))
111111222
TTAABBEELLAA 44..66 –– RRiiggiiddeezzeess ddee ccaarrrreeggaammeennttoo ee ddeessccaarrrreeggaammeennttoo –– cciiccllooss aassssiimmééttrriiccoo ((IIVV,, VVII,, VVIIIIII)) ddooss EENNSSAAIIOOSS 0022 aa 0088
((AANNEEXXOO BB -- RREELLAATTÓÓRRIIOO DDEE EENNSSAAIIOO DDOOSS NNÓÓSS MMIISSTTOOSS -- RRNNMM))
111111333
Nas FIGURAS 4.33 a 4.36 são mostradas as rigidezes normalizadas de serviço das
TABELAS 4.5 e 4.6 (evidentemente as rigidezes experimentais são tomadas iguais a 1,0).
Nestas figuras foram separadas as fases de carregamento e descarregamento para cada tipo de
ciclo, objetivando uma visualização gráfica completa das rigidezes duas fases para os dois
tipos de ciclo.
FFIIGGUURRAA 44..3333 –– CCuurrvvaass ddee rriiggiiddeezzeess ddee sseerrvviiççoo -- ccaarrrreeggaammeennttoo -- cciiccllooss ssiimmééttrriiccooss ((IIIIII,, VV,, VVIIII))
ddooss EENNSSAAIIOOSS 0022 aa 0088 ((AANNEEXXOO BB -- RRNNMM))
FFIIGGUURRAA 44..3344 –– CCuurrvvaass ddee rriiggiiddeezzeess ddee sseerrvviiççoo -- ddeessccaarrrreeggaammeennttoo -- cciiccllooss ssiimmééttrriiccooss ((IIIIII,, VV,, VVIIII))
ddooss EENNSSAAIIOOSS 0022 aa 0088 ((AANNEEXXOO BB -- RRNNMM))
111111444
FFIIGGUURRAA 44..3355 –– CCuurrvvaass ddee rriiggiiddeezzeess ddee sseerrvviiççoo -- ccaarrrreeggaammeennttoo -- cciiccllooss aassssiimmééttrriiccooss ((IIVV,, VVII,, VVIIIIII))
ddooss EENNSSAAIIOOSS 0022 aa 0088 ((AANNEEXXOO BB -- RRNNMM))
FFIIGGUURRAA 44..3366 –– CCuurrvvaass ddee rriiggiiddeezzeess ddee sseerrvviiççoo -- ddeessccaarrrreeggaammeennttoo -- cciiccllooss aassssiimmééttrriiccooss (( )Tj0 g-0.04 0.04 TD( )Tj0.75294 g0.2903 -0.04 Tj0.75294 g0.2903 -0.044c( )Tj0.75294 g0.2903I0.04 Tj0.75294 g0.2903 -0.044V( )Tj0.75294 g0.2903V04 TD(é)Tj0 g-0.04 0.04 TD(,( )Tj0.75294 g0.2903,04 TD((( )Tj0 g-0.04 0.04 )Tj0.75294 g0.2901 -0.04 TD((( )Tj0 g-0.04 0.04 V( )Tj0.75294 g0.2903V04 TD(é)Tj0 g-0.04 0.04 TD(c( )Tj0.75294 g0.2903I0.04 Tj0.75294 g.04 0.04 TD(,( )Tj0.75294 g0.2903,04 TD((( )Tj0 g-0.04 0.04 )Tj0.75294 g0.2901 -0.04 TD((( )Tj0 g-0.04 0.04 V( )Tj0.75294 g0.2903V04 TD(é)Tj0 g-0.04 0.04 TD(c( )Tj0.75294 g0.2903I0.04 Tj0.75294 g.04 0.04 TD(c( )Tj0.75294 g0.2903I0.04 Tj0.75294 g.04 0.04 TD(c( )Tj0.75294 g0.2903I0.04 Tj0.75294 g.04 0.04 TD()( )Tj0.75294 g0.2903 )0.04 Tj0.75294 g0.2903 -0.044 )Tj0.75294 g0.2901 -0.04 TD((( )T-28.10104 1-05 TD( )Tj0.75294 g0.2901 -0.04 TD(d)Tj0 g-0.04 0.04 TD(d)Tj0.75294 g0.5402 -0.04 TD(e)Tj0 g-0.04 0.04 TD(o)Tj0.75294 g0.5402 -0.04 TD( )Tj0 g-0.04 0.04 TD(s)Tj0.75294 g0.4302 -0.04 TD(c)Tj0 g-0.04 0.04 TD( )Tj0.75294 g0.2901 -0.04 TD(d)Tj0 g-0.04 0.04 TD(E)Tj0.75294 g0.2901 -0E)Tj9.4762003 T9.48 227j0.72g-6g-0.04 0.04 TD(N)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0N04 TD(é)Tj0 g-0604 0.0443 1 -0S)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0S04 TD(é)Tj0 g60104 94 g43 1 -0A)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0A04 TD(é)Tj0 g-0604 0.0443 1 -0I)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0I0.04 Tj0.75294 g994 0.0443 1 -0O)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0O04 TD(é)Tj0 g-7254 0.0443 1 -0S)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0S04 TD(é)Tj0 g60104 94 g43 1 -0 )Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0 8 141.6803 Tm0 g(264g(c)2g- g-0.04 0.04 TD(0)Tj0.75294 g0.2901 -0004 TD( )Tj0 g-0.04 0.04 TD(2)Tj0.75294 g0.2901 -0204 TD( )Tj0 g-0.04 0.04 TD( )Tj0.75294 g0.2901 -0.04 TD(-)Tj0 g-0.04 0.04 TD(a)Tj0.75294 g0.4852 -0.04 TD(r)Tj0 g-0.04 0.04 TD( )Tj0.75294 g0.2901 -0.04 TD(-)Tj0 g-0.04 0.04 TD(0)Tj0.75294 g0.2901 -0004 TD( )Tj0 g-0.04 0.04 TD(8)Tj0.75294 g0.2901 -0804 TD( )Tj0 g-0.04 0.04 TD( )Tj0.75294 g0.2901 -0.04 TD(-)Tj0 g-0.04 0.04 TD(TD( )Tj0.75294 g0.2903 -0.04 Tj0.75294 g.04 0.04 TD(A( )Tj0.75294 g0.2903A)Tj9.4762003 T9.48 314..7572g-6g-0.04 0.04 TD(N)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0N04 TD(é)Tj0 g-0604 0.0443 1 -0E)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0E04 TD(é)Tj0 g65804 94 g43 1 -0X)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0X04 TD(é)Tj0 g-0604 0.0443 1 -0O)Tj0.75294 g43 94 g43 1 -0O04 TD(é)Tj0 g-0604 0.0443 1 -0 B( )Tj0.75294 g0.2903B
111111555
OOBBSSEERRVVAAÇÇÕÕEESS::
aa)) TTaannttoo nnaass TTAABBEELLAASS 44..55 ee 44..66 qquuaannttoo nnaass FFIIGGUURRAASS 44..3333 aa 44..3366,, aalléémm ddaa rriiggiiddeezz tteeóórriiccaa
bbaasseeaaddaa nnoo EECCCCSS--110099,, 11999999 [[1144]],, ffoorraamm ttaammbbéémm ddeetteerrmmiinnaaddaass rriiggiiddeezzeess tteeóórriiccaass
aalltteerraannddoo--ssee,, nnoo mmééttooddoo ddoo EECCCCSS,, aa rriiggiiddeezz ddooss ccoonneeccttoorreess ((kkcc--mmooddiiff)),, ccoonnffoorrmmee AAHHMMEEDD &&
NNEETTHHEERRCCOOTT,, 11999977 [[5577]],, ee aalltteerraannddoo--ssee aa rriiggiiddeezz ddaa lliiggaaççããoo iinnffeerriioorr ((kkii--mmooddiiff)) eemm ffuunnççããoo ddoo
nníívveell ddee ssoolliicciittaaççããoo ddaa mmeessmmaa eemm rreellaaççããoo àà ccaarrggaa úúllttiimmaa ((vveerr ggrrááffiiccoo ddaa FFIIGGUURRAA 44..1177))..
QQuuaannddoo ssee aalltteerraamm aass dduuaass rriiggiiddeezzeess,, eemm aallgguunnss ppoonnttooss,, aa ccuurrvvaa ccoorrrreessppoonnddeennttee
uullttrraappaassssaa aa rriiggiiddeezz eexxppeerriimmeennttaall..
bb)) AA ccaarrggaa úúllttiimmaa pprreevviissttaa tteeoorriiccaammeennttee ffooii sseemmpprree aattiinnggiiddaa eemm ttooddooss ooss eennssaaiiooss,, oouu sseejjaa,,
eemm nneennhhuumm eennssaaiioo hhoouuvvee eessccooaammeennttoo ddaa lliiggaaççããoo aanntteess ddoo mmoommeennttoo uullttiimmoo tteeóórriiccoo..
cc)) AA rroottaaççããoo úúllttiimmaa aattiinnggiiddaa eemm ccaaddaa eennssaaiioo,, aappóóss ooss cciiccllooss ssiimmééttrriiccooss ee aassssiimmééttrriiccooss ffooii
ddee:: EENNSSAAIIOO 0011 -- 1166,,55 mmrraadd;; EENNSSAAIIOO 0022 -- 77,,66 mmrraadd;;
EENNSSAAIIOO 0033 -- 77,,44 mmrraadd;; EENNSSAAIIOO 0044 -- 99,,55 mmrraadd;;
EENNSSAAIIOO 0055 -- 55,,11 mmrraadd;; EENNSSAAIIOO 0066 -- 44,,77 mmrraadd;;
EENNSSAAIIOO 0077 -- 77,,22 mmrraadd;; EENNSSAAIIOO 0088 -- 88,,33 mmrraadd..
AAAsss ppprrriiinnnccciiipppaaaiiisss cccooonnncccllluuusssõõõeeesss,,, rrreeelllaaattt iiivvvaaasss aaaooo cccooommmpppooorrrtttaaammmeeennntttooo dddaaasss lll iiigggaaaçççõõõeeesss mmmiiissstttaaasss,,, cccooommm bbbaaassseee
nnnooosss rrreeesssuuullltttaaadddooosss dddooosss eeennnsssaaaiiiooosss sssãããooo::: i) Não houve degeneração significativa de rigidez, após todos os ciclos simétricos e
assimétricos, inclusive no ENSAIO 01, que corresponde a uma situação extrema de
solicitação. Na FIGURA 4.37 comparam-se as curvas momento-rotação da ligação direita
do ENSAIO 07, ciclos assimétricos (extraído da FIGURA 4.31), com a hipótese de
funcionamento da ligação em “shakedown” (extraído da FIGURA 4.10 – MÉTODO DE
ANÁLISE PROPOSTO). Como anteriormente, foi eliminado o ciclo II. Percebe-se a natureza
de comportamento não-degenerativo, e sem acréscimo de rotação plástica, mesmo
estando sendo atingido o momento último da ligação (ciclos assimétricos). Percebe-se
também a rotação residual (“OFFSET”) estabelecida após os 2 (dois) primeiros ciclos,
praticamente inalterada nos ciclos subsequentes, como já comentado anteriormente. Tudo
se passa como se o comportamento da ligação fosse elástico, porém, com um ponto de
descarregamento (PT ) deslocado para a direita.
ii) Como se pode ver nas FIGURAS 4.33 a 4.36, a correlação entre previsões teóricas e
resultados experimentais obtidos não é boa (ordem de grandeza ≅ 0,3). Isto indica que os
111111666
métodos teóricos utilizados (ECCS-109, kc-modif e ki-modif) não retratam com precisão o
comportamento experimental observado nos ensaios realizados.
FFIIGGUURRAA 44..3377 –– CCoommppaarraaççããoo ddee ccoommppoorrttaammeennttooss eexxppeerriimmeennttaall -- tteeóórriiccoo
iii) Apesar da dispersão dos resultados, a média dos valores de rigidez determinados pelo
ECCS é bem baixa em relação aos resultados experimentais (41%). Alterando-se a rigidez
dos conectores (kc-modif), esta média passa a ser (57%) e alterando-se a rigidez da ligação
inferior (ki-modif) em função do nível de carregamento, a mesma média passa a ser (56%).
Salienta-se que a alteração da rigidez dos conectores é muito mais simples do que a
alteração da rigidez da ligação inferior (ki-modif). Além disto, na prática, costuma-se
dimensionar a ligação inferior sem folga, o que corresponde a validar a rigidez desta
ligação inferior prevista pelo EUROCODE 3, ENV 1993-1-1:1997 [26] (na FIGURA 4.17
observa-se que para P/Pu ≅ 0,7, ki-modif / ki = 1,0 ).
iv) Os valores médios das rigidezes de serviço obtidas no carregamento e no
descarregamento, nos ciclos simétricos e assimétricos, não diferem substancialmente
entre si, conforme se observa nas TABELAS 4.5 e 4.6.
““OOFFFFSSEETT””
PPTT
111111777
v) A rotação da ligação mista após a aplicação do primeiro ciclo simétrico (I) tem muita
influência nos deslocamentos verticais das vigas, na estrutura real. O acréscimo desta
rotação residual devido ao primeiro ciclo assimétrico (II) está associado à inclinação
permanente da estrutura (ver ITEM 4.2.2-b). As rotações elásticas que ocorrem após estes
dois ciclos iniciais, com a respectiva rigidez de carregamento-descarregamento-
recarregamento, são responsáveis pelo comportamento da estrutura em “shakedown”,
devido aos ciclos de aplicações e retiradas das ações horizontais (ver ITEM 4.2.2-c,
FIGURA 4.33 e ANEXO F).
vi) Com base nas alíneas anteriores (i, ii, iii, iv, v), pprrooppõõee--ssee ddeetteerrmmiinnaarr aa rriiggiiddeezz ddaass
lliiggaaççõõeess mmiissttaass ppeelloo mmééttooddoo ddoo EECCCCSS--110099,, 11999999 [[1144]],, ccoomm aa aalltteerraaççããoo mmeenncciioonnaaddaa ddaa
rriiggiiddeezz ddooss ccoonneeccttoorreess ((kkcc--mmooddiiff)),, uuttiilliizzaannddoo--ssee oo vvaalloorr aassssiimm ddeetteerrmmiinnaaddoo ppaarraa
ccaarrrreeggaammeennttoo oouu ddeessccaarrrreeggaammeennttoo,, ppaarraa cciiccllooss ssiimmééttrriiccooss ee aassssiimmééttrriiccooss.. EExxcceettuuaa--ssee aa
ddeetteerrmmiinnaaççããoo ddee ddeessllooccaammeennttooss vveerrttiiccaaiiss ddaass vviiggaass,, qquuee ssããoo mmuuiittoo aaffeettaaddooss ppeellaass
rroottaaççõõeess rreessiidduuaaiiss,, qquuaannddoo ddeevvee sseerr uussaaddaa aa rriiggiiddeezz ddoo EECCCCSS,, sseemm mmooddiiffiiccaaççããoo,, nnoo
MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO..
111111888
44..44 QQuuaaddrroo RReessuummoo ddoo MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
FASE SISTEMA TIPO DE ANÁLISE AÇÕES CONTROLES REAÇÕES DE
APOIO
Permanentes Nominais Verificação das flechas
Verificação das tensões nas vigasDeterminar
Permanentes e Sobrecargas de Construção de Cálculo
Verificação da resistência das vigas a momento fletor (M d ) -
Pórtico com molas (rigidez do ECCS ) de ambos os lados dos pilares internos,com apoios horizontais fictícios
Elástica Verticais Nominais
A flecha devida somente à sobrecarga aplicada após a cura do concreto deve ser inferior a L/360 (subtraindo recalques de pilares)
A soma da flecha calculada na fase de concretagem com as flechas devidas às ações permanentes e sobrecarga aplicadas após a cura do concreto deve ser inferior a L/250
Os momentos nas ligações mistas, devidos às ações permanentes e sobrecargas aplicadas após a cura do concreto, devem ser inferiores a 2/3 das respectivas resistências nominais
Na seção mais solicitada de cada viga, a soma da tensão de tração calculada na fase de concretagem com a tensão devida às ações permanentes e sobrecargas aplicadas após a cura do concreto deve ser inferior a f y
O valor absoluto da reação fictíca em qualquer nível deve ser igual ou inferior ou a 15% da soma das ações horizontais no mesmo nível
O valor absoluto da soma algébrica das reações fictícias em quisquer dois níveis adjacentes deve ser igual ou inferior a 10% da soma das ações horizontais nestes dois níveis
Determinar
Viga contínua com rótulas plásticasnas ligações mistas
Rígido-Plástica(ou Análise Limite) Verticais de Cálculo
O maior momento positivo nas vigas mistas não pode ser superior a 0,9x0,85M p , sendo M p a resistência última a momento fletor (fazendo β = 0,85 )
O maior momento positivo nas vigas mistas não pode ser inferior a 0,85M u
A capacidade de rotação necessária das ligações mistas, para uma redistribuição de momentos que permita atingir um momento positivo igual a 0,85M p , deve ser inferior à capacidade disponível
-
Horizontais Nominais de Vento ou Nocionais nas direções +X e -X
O deslocamento horizontal máximo não deve exceder H/400 , sendo H a altura da edificação
O deslocamento entre pisos (sem incluir a parcela associada à variação de comprimento dos pilares) não deve exceder h/500 , sendo h a distância entre pisos
A maior tensão nos pilares deve ser inferior a f y , superpondo-se os efeitos das ações nominais da fase de concretagem, verticais e horizontais de vento e nocionais
Determinar
Horizontais de Cálculo de Vento ou Nocionais nas direções +X e -X
Faz-se o controle do maior momento positivo nas vigas mistas, com o momento positivo devido às ações verticais acrescido do efeito das ações horizontais de cálculo e fazendo β = 0,95
Faz-se o controle da capacidade de rotação necessária das ligações mistas consideradas rotuladas (a barlavento dos pilares intermediários) com esta capacidade necessária determinada para β = M d /(0,9M p )
A resistência de cálculo à força cortante das vigas mistas, dos pilares mistos e das ligações mistas deve ser igual ou superior à soma das forças cortantes de cálculo devidas às ações verticais e horizontais
Verificam-se os pilares à flexão composta para os efeitos combinados das ações verticais e horizontais
Verificam-se os contraventamentos (se existirem) para os efeitos das ações horizontais
Não pode haver inversão dos momentos negativos nas vigas, isto é, o momento positivo a sotavento não pode ser superior a 0,85M u
-
Pórtico com molas (rigidez do ECCScom k c-modificado ) só a sotavento dos pilares intermediários
Elástica de1a. ordem
(correção utilizando o coeficiente B 2 )
CO
NC
RE
TA
GE
M
Vigas biapoiadas Elástica
FIN
AL
55
IIMMPPLLEEMMEENNTTAAÇÇÃÃOO CCOOMMPPUUTTAACCIIOONNAALL EE EEXXEEMMPPLLOOSS DDEE
AAPPLLIICCAAÇÇÃÃOO DDOO MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
“““EEExxxiiisss ttt iiinnndddooo dddiiivvveeerrrsssaaasss ttteeeooorrr iiiaaasss eee nnnãããooo hhhaaavvveeennndddooo eeevvviiidddêêênnnccciiiaaasss qqquuueee cccooommmppprrrooovvveeemmm
ssseee aaalllggguuummmaaa ééé mmmaaaiiisss vvveeerrrdddaaadddeeeiiirrraaa eeemmm rrreeelllaaaçççãããooo aaa ooouuutttrrraaasss,,, vvvaaallleee aaa mmmaaaiiisss sss iiimmmpppllleeesss ...”””
55..11 FFlluuxxooggrraammaa
Na dissertação de mestrado de PIRES (2003 [63]) existe um fluxograma completo e um
programa de análise para sistemas de pisos. Com base neste programa obtém-se todas as
propriedades elásticas e plásticas das vigas mistas e das ligações mistas. Obtém-se também as
rotações necessárias das ligações, esforços solicitantes de cálculo nas vigas mistas (análise
rígido-plástica) e deslocamentos das vigas mistas (análise elástica). São feitas também
verificações de deslocamentos e de estados limites últimos. A fase de concretagem é
totalmente analisada, considerando as vigas como biapoiadas.
No MÉTODO DE ANÁLISE PROPOSTO, a análise elástica dos pórticos como indeslocáveis
envolve a consideração de apoios horizontais fictícios. Assim, o programa LIGMISTA.EXE de
PIRES (2003 [63]) seria autosuficiente para analisar pórticos simétricos sujeitos a ações
verticais simétricas. Não havendo simetria, é necessário seguir o roteiro descrito no
CAPÍTULO 4 para ações verticais nominais. No fluxograma a seguir apresentam-se todas as
etapas do MÉTODO PROPOSTO, para ações verticais e para ações horizontais em geral.
111222000
FFIIGGUURRAA 55..1133
111222111
SUBROTINA Campo de aplicação dos dados de entradaSUBROTINA Campo de aplicação dos dados de entrada
MENSAGEM 'Para utilizar as propriedades das ligações mistas
apresentadas neste trabalho, devem ser previstos enrijecedores horizontais nos pilares, no nível da aba horizontal da
cantoneira de assento e no nível médio da laje (havendo forma metálica, no nível médio da camada acima da forma)'
MENSAGEM 'Deve ser garantido que a pressão no concreto, na região de
contato com a mesa do pilar, fica abaixo de 0,75fck / 1,4, para ações horizontais de cálculo'
MENSAGEM 'A laje de concreto deve ser armada transversalmente(conforme observações do ITEM 1.5 do CAPÍTULO 1) '
MENSAGEM 'A deformação associada ao cisalhamento da alma do pilar, na
região nodal, não é considerada neste trabalho'
BANCODE DADOS
E-02
E-03
SUBROTINA Editar suporte NÓS inicial (i) e final (j) da barra
SUBROTINA Editar perfil NÓS inicial (i) e final (j) da barra
Alteração ou não dos perfis das vigas das linhas (i)do pórtico e associação de perfis aos pilares
(dimensões, limites de escoamento e de ruptura)
Escolha do tipo de restrição de apoio para as vigas das linhas (i) do pórtico junto aos pilares
intermediários e extremos (rotulado ou com molas rotacionais)
Escolha do tipo de suporte para os pilares intermediários e extremos do pórtico
(rotulado ou engaste)
BANCODE DADOS
BANCODE DADOS
Entrada do apoio fictício para o caso da análise das AÇÕES VERTICAIS NOMINAIS (rotulado)
LIGMISTA.EXEROTINA
INDESLOCÁVEL
LIGMISTA.EXEROTINA
INDESLOCÁVEL
111222222
FFIIGGUURRAA 55..1144
111222333
FFIIGGUURRAA 55..1111
FFIIGGUURRAA 55..1122
FFIIGGUURRAA 55..1122
111222444
FFIIGGUURRAASS 55..1155 ee 55..1166
FFIIGGUURRAA 55..1122
111222666
111222777
111222888
111222999
111333000
D-08
D-09
b. ANÁLISE RÍGIDO-PLÁSTICA para as ações verticais de cálculo
já incluído o acréscimo das cargas antes da curaSUBROTINA Cálculos na fase final
para as ações verticais
b.1 o maior momento positivo nas vigas
mistas não pode ser superior a 0,9x0,85Mp, sendo Mp a resistência
última a momento fletor(fazendo β = 0,85)
NOK
OK
b.2o maior momento positivo nas vigas mistas não pode ser inferior a 0,85Mu NOK
111333111
111333222
SUBROTINA Resultados pórtico plano
AÇÕES VERTICAIS NOMINAIS
. Impressão dos esforços solicitantes nos pilares forças normais MFORX(i) e MFORX(j) momentos fletores MMOMZ(i) e MMOMZ(j)
(NÓS i e j)
. Impressão dos esforços solicitantes nas vigas forças normais MFORX(i) e MFORX(j) forças cortantes MFORY(i) e MFORY(j) momentos fletores MMOMZ(i) e MMOMZ(j)
(NÓS i e j)
. Impressão dos momentos nas ligações mistasMZ(i) e MZ(j)
(NÓS i e j)
. Impressão dos deslocamentos verticais das vigas (subtraindo recalques de pilares)
UY
. Impressão das rotações dos NÓS das vigas e dos pilares (p/ obtenção da rotação das ligações: )
ROTZ
. Impressão das reações nos apoios fictíciosFX
D-10
D-11
AÇÕES HORIZONTAIS NOMINAISPARA CADA UM DOS SENTIDOS (+) E (-)
. Impressão dos esforços solicitantes nos pilares forças normais MFORX(i) e MFORX(j) forças cortantes MFORY(i) e MFORY(j) momentos fletores MMOMZ(i) e MMOMZ(j)
(NÓS i e j)
. Impressão dos esforços solicitantes nas vigas forças normais MFORX(i) e MFORX(j) forças cortantes MFORY(i) e MFORY(j) momentos fletores MMOMZ(i) e MMOMZ(j)
(NÓS i e j)
. Impressão dos momentos nas ligações mistasMZ(i) e MZ(j)
(NÓS i e j)
. Impressão dos deslocamentos verticais das vigas (subtraindo recalques de pilares)
UY
. Impressão das rotações dos NÓS das vigas e dos pilares (p/ obtenção da rotação das ligações: )
ROTZ
. Impressão das reações nos apoios fictíciosFX
C:\portdes\port_avn .res
C:\portdes\port_ahn .res
- Montagem e armazenamento
dos arquivos tipo texto
de saída de resultados da análise
C:\portdes\port_cn .outC:\portdes\port_cd .outC:\portdes\port_vn .outC:\portdes\port_hnp.outC:\portdes\port_hnn.outC:\portdes\port_hdp.out
BANCODE DADOS
C:\portdes\port_cn .outC:\portdes\port_cd .outC:\portdes\port_vn .outC:\portdes\port_hnp.outC:\portdes\port_hnn.outC:\portdes\port_hdp.out
BANCODE DADOS
111333333
111333444
FFIIGGUURRAA 55..33
FFIIGGUURRAA 55..22
FFIIGGUURRAA 55..11
FFIIGGUURRAA 55..1111
111333555
FFIIGGUURRAA 55..22
FFIIGGUURRAA 55..44
FFIIGGUURRAA 55..55
FFIIGGUURRAA 55..66
FFIIGGUURRAA 55..77
111333666
FFIIGGUURRAA 55..88
111333777
Rigidez de serviçoResistência últimaCapacidade de deformação
Rigidez de serviçoResistência últimaCapacidade de deformação
Rigidez de serviçoResistência últimaCapacidade de deformação
Resistência última
I-03
SUBROTINA Cálculo
Cálculo das propriedades geométricas dos perfis da vigas da linha (i) analisada
Cálculo das resistências à flexão para os perfis de aço isolado biapoiados da linha (i) analisada
Cálculo das larguras efetivas das lajes nos trechos de momento positivo e negativo da linha (i) analisada
Cálculo das resistências das vigas da linha (i)analisada como vigas mistas, com interação total
entre o aço e o concreto
Cálculo da resistência dos conectores de cisalhamento da linha (i) analisada(supondo-se 1 conector por onda)
Cálculo das propriedades geométricas das seções mistas da linha (i) analisada para interação total,
considerando cargas de curta (E=Ec) e longa duração (E = Ec/3)
Cálculo das resistências das vigas da linha (i)analisada como vigas mistas, com interação parcial
entre o aço e o concreto
Cálculo das propriedades geométricas das seções mistas da linha (i) analisada para interação parcial,
considerando cargas de curta (E=Ec) e longa duração (E = Ec/3)
I-04
Determinação das propriedades dos componentes da ligação mista
Barras da armadura
Conectores
Ligação inferior
Cantoneiras da alma
BANCODE DADOS
111333888
111333999
111444000
111444111
FFIIGGUURRAA 55..99
111444222
111444333
55..22 IImmpplleemmeennttaaççããoo
55..22..11 -- EETTAAPPAA II –– SSIISSTTEEMMAA IINNDDEESSLLOOCCÁÁVVEELL
A etapa que corresponde ao uso de ligações mistas em sistemas indeslocáveis foi
implementada por PIRES (2003 [63]) no programa LIGMISTA.EXE. Nas FIGURAS 5.1 a 5.9
abaixo, apresentam-se as interfaces com o usuário para entrada de dados.
FFIIGGUURRAA 55..11 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss iinniicciiaall ddoo pprrooggrraammaa
((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
FFIIGGUURRAA 55..22 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaass ddee eennttrraaddaa ccoomm aass pprroopprriieeddaaddeess ggeeoommééttrriiccaass ddooss ppeerrffiiss
uuttiilliizzaaddooss ppaarraa aass vviiggaass ddaa lliinnhhaa ((ii)) ((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
111444444
((aa)) PPrroopprriieeddaaddeess ddooss ccoonneeccttoorreess ((bb)) PPrroopprriieeddaaddeess ddoo ccoonnccrreettoo
((cc)) PPrroopprriieeddaaddeess ddooss ppeerrffiiss mmeettáálliiccooss ((dd)) PPrroopprriieeddaaddeess ddaa ffôôrrmmaa mmeettáálliiccaa
((ee)) PPrroopprriieeddaaddeess ddaa lliiggaaççããoo ((ff)) CCooeeffiicciieenntteess ddaass aaççõõeess
FFIIGGUURRAA 55..33 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaass ddee eennttrraaddaa ddooss ppaarrââmmeettrrooss ddee ddiimmeennssiioonnaammeennttoo
((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
111444555
FFIIGGUURRAA 55..44 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaass ddee eennttrraaddaa ddooss ppeerrffiiss ssuuppoorrtteess ee ddooss ttiippooss ddee lliiggaaççõõeess ddaass
vviiggaass ddaa lliinnhhaa ((ii)) ((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
FFIIGGUURRAA 55..55 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: EEnnttrraaddaa ddooss vvããoo ddaass vviiggaass mmiissttaass ee vvããooss ddaass llaajjeess aaddjjaacceenntteess ddaa
lliinnhhaa ((ii)) -- ddaaddooss uuttiilliizzaaddooss nnoo ccáállccuulloo ddaa llaarrgguurraa eeffeettiivvaa ddooss ttrreecchhooss ppoossiittiivvooss ee nneeggaattiivvooss
((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
111444666
FFIIGGUURRAA 55..66 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: EEnnttrraaddaa ddooss ccaarrrreeggaammeennttooss ddaass vviiggaass ddaa lliinnhhaa ((ii)) ddoo nníívveell
aannaalliissaaddoo ((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
FFIIGGUURRAA 55..77 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa,, oonnddee ssããoo ssoolliicciittaaddooss ddaaddooss
ssoobbrree aass bbaarrrraass ddee aarrmmaadduurraa,, aass ccaannttoonneeiirraass ddee aallmmaa ee aa lliiggaaççããoo iinnffeerriioorr ((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
111444777
FFIIGGUURRAA 55..88 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaa ddoo tteessttee ddee ccoommppaattiibbiilliizzaaççããoo ddooss ddaaddooss ddee eennttrraaddaa
((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
FFIIGGUURRAA 55..99 –– LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE:: TTeellaass ddaass ddooss rreessuullttaaddooss aappóóss aa aannáálliissee ppeelloo pprrooggrraammaa GGRR..EEXXEE
((PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]]))
111444888
55..22..22 -- EETTAAPPAA IIII –– SSIISSTTEEMMAA DDEESSLLOOCCÁÁVVEELL
Inseriu-se uma mola rotacional com a rigidez determinada pelo ECCS-109 (1999, [14]) no
programa de análise de pórticos planos PP.EXE desenvolvido no DEES/UFMG (para ações
horizontais utiliza-se a rigidez dos conectores kc-modif conforme NETHERCOT et al , 1997 [57]).
Nas FIGURAS 5.10 a 5.16 abaixo, apresentam-se as interfaces com o usuário para entrada de
dados.
FFIIGGUURRAA 55..1100 –– LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa iinniicciiaall ddoo pprrooggrraammaa
111444999
FFIIGGUURRAA 55..1111 –– LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss iinniicciiaall oonnddee pprroocceessssaa--ssee aa
EETTAAPPAA II,, SSIISSTTEEMMAA IINNDDEESSLLOOCCÁÁVVEELL ccoomm vviiggaass sseeccuunnddáárriiaass,, ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo
111555000
FFIIGGUURRAA 55..1122 –– LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa ddee aassssoocciiaaççããoo ddooss aarrqquuiivvooss ddee rreessuullttaaddooss ddoo
pprroocceessssaammeennttoo ddoo LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE ddaa EETTAAPPAA II
111555111
FFIIGGUURRAA 55..1133 –– LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss ppaarraa aa aannáálliissee ddaa EETTAAPPAA IIII,,
SSIISSTTEEMMAA DDEESSLLOOCCÁÁVVEELL ((ccoomm aappooiiooss llaatteerraaiiss ffiiccttíícciiooss)),, ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss
111555222
FFIIGGUURRAA 55..1144 –– LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss ddaa rriiggiiddeezz ddee sseerrvviiççoo ppaarraa aa
mmoollaa rroottaacciioonnaall eemm ttooddaass aass ffaasseess ddee aannáálliissee ddoo ppóórrttiiccoo ppllaannoo
111555333
FFIIGGUURRAA 55..1155 –– LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaass ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss ppaarraa aa aannáálliissee ddaa ffaassee ffiinnaall ppaarraa
aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoo sseennttiiddoo ppoossiittiivvoo
111555444
FFIIGGUURRAA 55..1166 –– LLMM__PPOORRTT__DDEESS..EEXXEE:: TTeellaass ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss ppaarraa aa aannáálliissee ddaa ffaassee ffiinnaall ppaarraa
aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoo sseennttiiddoo nneeggaattiivvoo
111555555
55..33 IImmpplleemmeennttaaççããoo ddee LLiiggaaççõõeess SSeemmiirrííggiiddaass nnoo PPrrooggrraammaa PPPP..EEXXEE ––
PPÓÓRRTTIICCOO PPLLAANNOO ((DDEEEESS//UUFFMMGG))
A análise do pórtico plano, seguindo a metodologia proposta no Item 5.1, é feita com o
programa desenvolvido no DEES para Pórticos Planos - PP.EXE (FIGURA 5.17). Para considerar
as ligações mistas implementou-se uma alteração da matriz de rigidez original do programa,
para que se possa introduzir a rigidez de serviço da ligação adequada à análise desejada (ver
ANEXO C - IMPLEMENTAÇÃO COMPUTACIONAL DA MATRIZ DE RIGIDEZ).
((aa))
((bb))
FFIIGGUURRAA 55..1177 ––TTeellaa ddee eennttrraaddaa ddee aarrqquuiivvooss nnoo pprréé--pprroocceessssaaddoorr ddoo pprrooggrraammaa PPPP..EEXXEE
Salienta-se que o programa PP.EXE é específico para análise linear de 1ª. ordem e, no
MÉTODO PROPOSTO, os efeitos de 2a ordem são considerados multiplicando-se as respostas
das análises para ações horizontais pelo coeficiente β2 ( AISC-LRFD 1999 [57]).
aarrqquuiivvooss ““..iinnpp”” ddee eennttrraaddaa ddee ddaaddooss
((FFlluuxxooggrraammaa DD--0044))
111555666
55..44 EExxeemmppllooss ddee AApplliiccaaççããoo
55..44..11 PPRRIIMMEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO –– ppóórrttiiccoo ee ccaarrrreeggaammeennttoo ssiimmééttrriiccooss ((33 vvããooss ee 11 aannddaarr))
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: eessttee eexxeemmpplloo ffooii eexxttrraaííddoo ddoo aarrttiiggoo ““AAnnaallyyssiiss ooff CCoommppoossiittee CCoonnnneeccttiioonnss iinn
UUnnbbrraacceedd FFrraammeess SSuubbjjeecctteedd ttoo WWiinndd aanndd GGrraavviittyy LLooaaddiinngg”” ddee QQUUEEIIRROOZZ eett aall (( 22000055 [[6666]])).. AA
rreessiissttêênncciiaa ddaa vviiggaa mmiissttaa aa mmoommeennttoo ppoossiittiivvoo nnããoo ffooii rreedduuzziiddaa ppeelloo ccooeeffiicciieennttee ddee
sseegguurraannççaa 00,,99..
A estrutura mostrada na FIGURA 5.18 será analisada pelo MÉTODO DE ANÁLISE PROPOSTO.
As ligações das vigas com os pilares de extremidade são rotuladas.
((aa)) AAççõõeess vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss
((bb)) CCoorrttee BB ((cc)) DDeettaallhhee AA
FFIIGGUURRAA 55..1188 –– PPRRIIMMEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoommpplleettoo ee lliiggaaççõõeess
111555777
DDaaddooss (( FFIIGGUURRAA 55..1188 ))
Perfil do pilar = perfil da viga (FIGURA 5.18-b);
Ações nominais:
Hd = 60 kN;
q1 = carga nominal aplicada antes da cura = 6,25 kN/m;
q1d = carga de cálculo aplicada antes da cura = 9 kN/m;
q2 = carga nominal aplicada nas vigas V1 depois da cura = 19,3 kN/m;
q2d = carga de cálculo aplicada nas vigas V1 depois da cura = 54,1 kN/m;
q3 = carga nominal aplicada na viga V2 depois da cura = 22,5 kN/m;
q3d = carga de cálculo aplicada na viga V2 depois da cura = 58,4 kN/m;
construção não-escorada;
concreto de peso normal: fck = 20 MPa e Ec = 22080 MPa
(de acordo com AISC-LRFD 1999 [58] e NBR8800 1986 [15]);
aço estrutural: fy = 250 MPa, fu = 400 MPa, Ea = 205000 MPa;
armadura principal: 4 φ 16 mm, fy = 500 MPa, εsu = 8% (deformação última);
mesa inferior da viga ligada a uma cantoneira (FIGURA 5.18-c) por meio de 4 parafusos
φ 3/4” ASTM A325 (1993 [68]), com o plano de corte passando pela rosca; o espaçamento
entre parafusos na direção da força é de 75 mm e o aço da cantoneira tem fu = 485 MPa;
os conectores de cisalhamento têm diâmetro 19 mm, havendo interação total tanto na zona
de momento negativo quanto na de momento positivo; o primeiro conector fica a 75 mm da
face do pilar (o recomendado é 100 mm, CAPÍTULO 2);
a largura efetiva para:
. região de momentos positivos: 1400 mm para a viga V1 e 1225 mm para a viga V2 ;
. região de momentos negativos: 875 mm para todas as vigas (ITEM 2.1.1 – CAPÍTULO 2).
111555888
A flecha do perfil de aço da viga V1 durante a concretagem, devida aos pesos-próprios da
estrutura, é de 1,1 cm, e a rotação na extremidade desta viga é de 5,0 mrad.
PPrroopprriieeddaaddeess ddaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass
Rigidez de serviço
Si =M/θ = 2182000 kNcm/rad
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: eessttaa rriiggiiddeezz ffooii ccaallccuullaaddaa aauuttoommaattiiccaammeennttee ppeelloo pprrooggrraammaa LLIIGGMMIISSTTAA..EEXXEE ddee
PPIIRREESS,, 22000033 [[6633]],, uussaannddoo oo mmééttooddoo ddoo EECCCCSS,, sseemm mmooddiiffiiccaaççããoo –– IITTEEMM 22..11..33..11.. EEssttee vvaalloorr
ffooii uussaaddoo nnoo eexxeemmpplloo eemm qquueessttããoo ppaarraa ttooddaass aass aannáálliisseess,, nnaa ddeetteerrmmiinnaaççããoo ddee
ddeessllooccaammeennttooss eemm ggeerraall,, ccoonnffoorrmmee oo aarrttiiggoo ddee QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000055 [[6666]] ((aappeessaarr ddaa
oorriieennttaaççããoo pprreesseennttee sseerr aa ddee uuttiilliizzaarr aa rriiggiiddeezz mmooddiiffiiccaaddaa,, kkccmmooddiiff ,, nnaa ddeetteerrmmiinnaaççããoo ddee
ddeessllooccaammeennttooss hhoorriizzoonnttaaiiss ppeelloo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO ee nnaa ccoonnssttrruuççããoo ddoo ddiiaaggrraammaa ttrriilliinneeaarr
ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO))..
Resistência de cálculo
Mu = fys As (d + y) = 50x8,04x(30 + 11) = 16480 kNcm
φMu = 0,85x16480=14008 kNcm
Capacidade de rotação disponível
θdisp = θu = 1,1x40 = 44 mrad
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: oobbtteevvee--ssee oo ccooeeffiicciieennttee 11,,11 ccoomm bbaassee eemm CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]]..
PPrroopprriieeddaaddeess ddaass bbaarrrraass
Pilares (PS 300x180x9,5x8)
A = 56,7 cm2, Iz = 8697 cm4
Vigas mistas (PS 300x180x9,5x8 + laje) - conforme FIGURA 5.16-b
Propriedades elásticas
São baseadas na seção transformada para as regiões de momentos positivos, considerando
o módulo de elasticidade do concreto dividido por 2 (valor médio para cargas de curta e
longa duração – EUROCODE 4, 1992 [56]), e baseadas na seção formada pelo perfil de aço e
pelas barras de armadura para as regiões de momentos negativos (FIGURAS 5.19 e 5.20).
111555999
Resistências plásticas últimas
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: tteemm--ssee aa rreessiissttêênncciiaa ddoo ccoonnccrreettoo ccoorrrriiggiiddaa ppeelloo ffaattoorr 00,,77//00,,99 ccoonnffoorrmmee
NNBBRR88880000 11998866 [[1155]],, ee aa rreessiissttêênncciiaa ddaa aarrmmaadduurraa ccoorrrriiggiiddaa ppeelloo ffaattoorr 00,,8855//00,,99..
. Seção de aço
Mpa = 655x25 = 16375 kNcm
. viga mista V1 , região de momentos positivos
Mp1(+) = 35500 kNcm (linha neutra a 29,8 cm da face inferior)
. viga mista V2 , região de momentos positivos
Mp2(+) = 33680 kNcm (linha neutra a 29,7 cm da face inferior)
. vigas mistas V1 e V2 , região de momentos negativos (armadura dentro da largura efetiva)
Mpn(-) = 24440 kNcm (linha neutra a 5,5 cm da face superior do perfil de aço)
((aa)) ((bb))
FFIIGGUURRAA 55..1199 –– PPRRIIMMEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa iinnddeessllooccáávveell –– MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
((SSii ==22118822000000 kkNNccmm//rraadd))
FFIIGGUURRAA 55..2200 –– PPRRIIMMEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ddeessllooccáávveell –– MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
((SSii == 22118822000000 kkNNccmm//rraadd))
111666111
AANNÁÁLLIISSEE PPLLÁÁSSTTIICCAA –– FFAASSEE DDEESSLLOOCCÁÁVVEELL ((RRddeess))
Considera-se o sistema da FIGURA 5.20. O deslocamento horizontal obtido por meio de
análise linear, no topo da estrutura sujeita às aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo, foi de 1,18 cm.
Portanto:
BB22 ==
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
∑∑
d
dh0
HP
L1
1
∆==
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
++
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
30307x4,677x1,63x2
40018,11
1== 11,,0077
((55..22))
BB11 ==
cr
d
m
NP
1
C
− ≥≥ 11
((55..33))
OOBBSSEERRVVAAÇÇÕÕEESS::
aa)) PPaarraa aavvaalliiaarr ddeessllooccaammeennttoo hhoorriizzoonnttaall ee mmoommeennttoo nnoo ppiillaarr,, oo vvaalloorr ddee BB11 nnããoo iinntteerreessssaa
ppoorrqquuee ooss vvaalloorreess ccoorrrreessppoonnddeenntteess àà ffaassee iinnddeessllooccáávveell ssããoo nnuullooss.. PPaarraa aass vviiggaass,, BB11 == 11,,
uummaa vveezz qquuee PPdd ~~ 00 ee CCmm == 11..
bb)) OO uussoo ddoo mmééttooddoo ddee aannáálliissee pprrooppoossttoo ppaarraa ddeetteerrmmiinnaarr ooss ddeessllooccaammeennttooss hhoorriizzoonnttaaiiss
ppaarraa aaççõõeess nnoommiinnaaiiss ffiiccaa ddoo llaaddoo ddaa sseegguurraannççaa,, uummaa vveezz qquuee aa rriiggiiddeezz ddaass lliiggaaççõõeess aa
bbaarrllaavveennttoo ddoo ppiillaarr ((vveerr FFIIGGUURRAA 44..33)) nnããoo éé nnuullaa ccoonnffoorrmmee ssuuppoossttoo..
AANNÁÁLLIISSEE PPLLÁÁSSTTIICCAA –– RREESSUULLTTAADDOOSS FFIINNAAIISS ((RRdd))
As respostas finais Rd , para aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo, são dadas por:
RRdd == BB11 xx RRiinnddeess ++ BB22 xx RRddeess ((55..44))
Na TABELA 5.2 são apresentados os resultados principais do sistema indeslocável
(FIGURA 5.19), do sistema deslocável (FIGURA 5.20) e as respostas finais do MÉTODO DE
ANÁLISE PROPOSTO, obtidas com a EXPRESSÃO (5.4).
111666222
TTAABBEELLAA 55..22 –– RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO –– aannáálliissee pplláássttiiccaa
SISTEMA INDESLOCÁVEL
SISTEMA DESLOCÁVEL
AÇÕES VERTICAIS E HORIZONTAIS
∆∆HHddmmááxx 00 11..22 ccmm 11..33 ccmm MMdd ((bbaassee ddoo ppiillaarr iinntteerrnnoo)) 00 55229999 kkNNccmm 55667700 kkNNccmm MMdd
((++)) ((VV11)) 3311995500 kkNNccmm bb 00 3333220000 kkNNccmm bb
MMdd ((--))
((vviiggaa VV11 eessqquueerrddaa –– eexxttrreemmiiddaaddee ddiirreeiittaa)) 1144000088 kkNNccmm 00 1144000088 kkNNccmm MMdd
((--)) ((vviiggaa VV11 ddiirreeiittaa –– eexxttrreemmiiddaaddee eessqquueerrddaa)) 1144000088 kkNNccmm ((--)) 22775566 kkNNccmm aa 1111005599 kkNNccmm
MMdd ((++))
((VV22)) 2277227755 kkNNccmm 11336666 kkNNccmm 2288773377 kkNNccmm MMdd
((--)) ((vviiggaa VV22 –– eexxttrreemmiiddaaddee eessqquueerrddaa)) 1144000088 kkNNccmm ((--)) 22773322 kkNNccmm aa 1111008855 kkNNccmm
a O sinal negativo (-) significa momento positivo; portanto, as ações horizontais causam
descarregamento da ligação. b O maior momento fletor positivo da viga V1 é igual a 90% da resistência nominal da viga
mista a momento fletor (35500 kNm), para ações verticais, e igual a 93,5% para ações
verticais e horizontais. Estes valores são superiores aos estipulados nos controles do
método proposto (CAPÍTULO 4 – ITENS 4.1.3-b e 4.1.4-b), porém, este fato não influi na
comparação do MÉTODO PROPOSTO com o MÉTODO AVANÇADO (ver CAPÍTULO 6 –
ITEM 6.2.1) porque ambos são inferiores à resistência nominal da viga mista a momento
fletor.
RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa nnoo aappooiioo ddiirreeiittoo ddaa vviiggaa VV11 ddaa ddiirreeiittaa
Para as ações verticais de cálculo:
θnec = 29,4 x 0,74 = 21,8 mrad
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: uuttiilliizzoouu--ssee aa TTAABBEELLAA 22..55,, ccoomm ββ == 00,,9900;;
Para as ações verticais e horizontais de cálculo:
β = p
d
MM
(sem redução de Mp pelo coeficiente de segurança 0,9)
β = 935,0M
M935,0
p
p =
Com este valor de β obtém-se, da TABELA 2.5 :
θnec ≅ 29,4 mrad (correspondente a β = 0,95)
111666333
55..44..22 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO –– ppóórrttiiccoo ee ccaarrrreeggaammeennttoo aassssiimmééttrriiccooss ((33 vvããooss ee 22 aannddaarreess))
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: nneessttee eexxeemmpplloo eexxiisstteemm aappeennaass ddooiiss vvããooss nnoo sseegguunnddoo aannddaarr,, eennqquuaannttoo ppeelloo
MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO oo mmíínniimmoo ddeevveerriiaa sseerr ddee ttrrêêss vvããooss ((qquuaattrroo ppiillaarreess,, IITTEEMM 44..11..11--aa
–– CCAAPPÍÍTTUULLOO 44));; eennttrreettaannttoo,, oo eexxeemmpplloo nnããoo ppeerrddee aa vvaalliiddaaddee ppaarraa eeffeeiittoo ddee ccoommppaarraaççããoo ddoo
MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO..
A estrutura mostrada na FIGURA 5.21 será analisada pelo MÉTODO DE ANÁLISE PROPOSTO.
As ligações das vigas com os pilares de extremidade são rotuladas.
((aa)) AAççõõeess vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss
((bb)) CCoorrttee BB ((cc)) DDeettaallhhee AA
FFIIGGUURRAA 55..2211 –– SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoommpplleettoo ee lliiggaaççõõeess
111666444
DDaaddooss (( FFIIGGUURRAA 55..2211 ))
Perfil do pilar = W250x89 (Catálogo GERDAU AÇOMINAS);
Ações nominais:
H1 = 17 kN , H2 = 12 kN;
H3 = 25 kN , H4 = 15 kN;
P1 = 90 kN (CP) , 144 kN (SC);
P2 = 180 kN (CP) , 288 kN (SC);
q1 = carga permanente aplicada antes da cura = 8,25 kN/m (Nível 3 m)
= 6,0 kN/m (Nível 6 m);
q2 = carga permanente aplicada depois da cura = 3 kN/m;
q3 = sobrecarga aplicada depois da cura = 30 kN/m (Nível 3 m);
= 25 kN/m (Nível 6 m).
construção não-escorada;
concreto de peso normal: fck = 20 MPa e Ec = 22080 MPa
(de acordo com AISC-LRFD 1999 [58] e NBR8800 1986 [15]);
aço estrutural: fy = 345 MPa, fu = 450 MPa, Ea = 205000 MPa;
armadura principal: 8 φ 12,5 mm, fy = 500 MPa, εsu = 6% (deformação última);
mesa inferior da viga ligada a uma cantoneira (FIGURA 5.21-c) por meio de 4 parafusos
φ 1” ASTM A325 (1993 [68]), com o plano de corte passando pela rosca; o espaçamento
entre parafusos na direção da força é de 70 mm e o aço da cantoneira tem fu = 485 MPa;
os conectores de cisalhamento têm diâmetro 19 mm, havendo interação total tanto na zona
de momento negativo quanto na de momento positivo; o primeiro conector fica a 100 mm
da face do pilar;
largura efetiva da laje para:
. região de momentos positivos: 1600 mm para as vigas V1 e V3 , 1575 mm para as vigas
V2 e 1800 mm para a viga V4 ;
. região de momentos negativos: 1063 mm para todas as vigas (ITEM 2.1.1 – CAPÍTULO 2).
111666555
A análise do sistema dduurraannttee aa ccoonnccrreettaaggeemm não será feita neste exemplo, uma vez que as
respostas são as mesmas para o MÉTODO PROPOSTO e para o MÉTODO AVANÇADO (vigas
birrotuladas).
PPrroopprriieeddaaddeess ddaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass
Rigidez de serviço (Si)
. vigas 8 m (V1 e V3):
ks = 15485 kN/cm;
kc = 4428 kN/cm, n(-)=7; → Si =M/θ = 3087000 kNcm/rad
ki = 2404 kN/cm;
kc-modif =7 x 2000= 14000 kN/cm → Si(kc-modif)=3951000 kNcm/rad
. vigas 9 m (V2 e V4):
ks = 15485 kN/cm;
kc = 4275 kN/cm, n(-)=7; → Si =M/θ = 3052000 kNcm/rad
ki = 2404 kN/cm;
kc-modif =7 x 2000= 14000 kN/cm → Si(kc-modif)=3951000 kNcm/rad
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: ddaaddaa aa pprrooxxiimmiiddaaddee ddooss ddooiiss vvaalloorreess ddee SSii sseerráá uuttiilliizzaaddoo oo vvaalloorr mmééddiioo
33007700000000 kkNNccmm//rraadd..
Resistência de cálculo (φMu)
Mu = fys As (d + y) = 50 x 9,82 x (35,2 + 11,5) = 22930 kNcm
φMu = 0,85 x 22930 = 19490 kNcm
Capacidade de rotação disponível (θdisp)
. vigas 8 m: θdisp = θu = 1,1 x 30,93 = 34 mrad
. vigas 9 m: θdisp = θu = 1,1 x 31,12 = 34 mrad
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: oobbtteevvee--ssee oo ccooeeffiicciieennttee 11,,11 ccoomm bbaassee eemm CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]]..
Capacidade de rotação necessária (θnec) - para ações verticais de cálculo
. vigas 8 m: θnec = 15,9 mrad
. vigas 9 m: θnec = 19,3 mrad
111666666
PPrroopprriieeddaaddeess ddaass bbaarrrraass
Pilares (W250x89)
A = 113,9 cm2, Iz = 14237 cm4
Vigas mistas (W360x44 + laje) - conforme FIGURA 5.21-b
Propriedades elásticas
São baseadas na seção transformada para as regiões de momentos positivos,
considerando o módulo de elasticidade do concreto Ec dividido por 2 (para levar em
conta a deformação lenta), e baseadas na seção formada pelo perfil de aço e pelas barras
de armadura para as regiões de momentos negativos (FIGURAS 5.22 e 5.23).
. Momento de inércia na região de momentos positivos
- vigas mistas V1 e V3
Itr1(+) = Ief (Ec’ = Ec/2, valor médio para todas as cargas) = 37900 cm4
(LNE a 32,9 cm da face inferior do perfil)
- viga mista V2
Itr2(+) = Ief (Ec’ = Ec/2, valor médio para todas as cargas) = 37690 cm4
(LNE a 32,8 cm da face inferior do perfil)
- viga mista V4
Itr4(+) =Ief (Ec’ = Ec/2, valor médio para todas as cargas) = 39320 cm4
(LNE a 33,7 cm da face inferior do perfil)
. Momento de inércia no trecho negativo
- vigas mistas V1 , V2 , V3 e V4
Itr1(-) = Itr2
(-) = Itr3(-) = Itr4
(-) = 19360 cm4
Resistências plásticas últimas e resistências de cálculo
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: tteemm--ssee aa rreessiissttêênncciiaa ddoo ccoonnccrreettoo ccoorrrriiggiiddaa ppeelloo ffaattoorr 00,,77//00,,99 ccoonnffoorrmmee
NNBBRR88880000 11998866 [[1155]],, ee aa rreessiissttêênncciiaa ddaa aarrmmaadduurraa ccoorrrriiggiiddaa ppeelloo ffaattoorr 00,,8855//00,,99..
. Seção de aço
Mpa = 230 kNm
øMn(FLA)= 207,32 kNm
øMn(FLM)= 207,32 kNm
111666777
. Vigas mistas V1 e V3 , região de momentos positivos
Mp1(+) = 529 kNm
0,85øMn(+) = 404,48 kNm (interação total)
. Viga mista V2 , região de momentos positivos
Mp2(+) = 526 kNm
0,85øMn(+) = 402,33 kNm (interação total)
. Viga mista V4 , região de momentos positivos
Mp4(+) = 551 kNm
0,85øMn(+) = 421,57 kNm (interação total)
. Vigas mistas V1 , V2 , V3 e V4 , região de momentos negativos
(armadura dentro da largura efetiva)
Mpn(-) = 381,36 kNm
Mn (FLD - flambagem lateral por distorção) = 1,0x381,36 = 381,36 kNm
FFIIGGUURRAA 55..2222 –– SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoomm aappooiiooss ffiiccttíícciiooss -- MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE
PPRROOPPOOSSTTOO ((SSii == 33007700000000 kkNNccmm//rraadd)) -- aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss
111666888
FFIIGGUURRAA 55..2233 –– SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ddeessllooccáávveell -- MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
SSii((kkcc--mmooddiiff)) == 33995511000000 kkNNccmm//rraadd -- aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnaa ddiirreeççããoo ++XX
A análise rígido-plástica para a verificação dos estados limites últimos já foi feita pelo
programa LIGMISTA.EXE (PIRES, 2003 [63]) para aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo, tendo sido
obtidos os seguintes esforços solicitantes de cálculos:
Viga V1:
Mdmáx(+) = 386,70 kNm (x = 3,57 m) < 0,85øMn
(+) = 404,48 kNm (0,96) OOKK
Vdmax = 269,24 kN < øVn = 427,29 kN (0,63) OOKK
Viga V2:
Mdmáx(+) = 405,11 kNm (x = 4,50 m) ≅ 0,85øMn
(+) = 402,33 kNm (1,01) OOKK
Vdmax = 273,38 kN < øVn = 427,29 kN (0,64) OOKK
Viga V4:
Mdmáx(+) = 407,70 kNm (x = 4,97 m) < 0,85øMn
(+) = 421,57 kNm (0,97) OOKK
Vdmax = 248,78 kN < øVn = 427,29 kN (0,58) OOKK
É desnecessário verificar a viga V3 porque a viga V1 é mais crítica.
111666999
Fazendo-se a análise elástica segundo a metodologia do MÉTODO DE ANÁLISE PROPOSTO,
para ações verticais nominais, conforme ITEM 4.1.3-a (FIGURA 5.22), tem-se:
CONTROLES
a.1 – deslocamentos verticais das vigas (subtraindo recalques de pilares)
Viga V1:
1,62 cm < 800/360 = 2,22 cm (do lado da segurança, pois inclui CP e SC)
(0,73) OOKK
Viga V2:
1,87 cm < 900/360 = 2,50 cm (do lado da segurança, pois inclui CP e SC)
(0,75) OOKK
Viga V3:
1,34 cm < 800/360 = 2,22 cm (do lado da segurança, pois inclui CP e SC)
(0,60) OOKK
Viga V4:
2,14 cm < 900/360 = 2,50 cm (do lado da segurança, pois inclui CP e SC)
(0,86) OOKK
a.2 – não será feito, pois não foi feita análise na fase de concretagem
a.3 – maior momento nas ligações mistas:
13417 kNcm < (2/3)Mu = (2/3) x 22930 = 15287 kNcm (0,88) OOKK
a.4 – verificação das tensões nas mesas inferiores das vigas de 9 m (V2 e V4):
Viga V2:
. Fase de concretagem: M = 8
9x25,8 2
= 8350 kNcm
Tensões: 5,696
8350AC
' =σ = 12 kN/cm2
. Ações nominais verticais: Vesq = 148,5 kN
x = 3,45033,0
5,148 = cm ~ centro
Mmáx(+) ≅ Mcentro = 20010 kNcm
Tensões: 8,32x3769020010
AC'' =σ = 17,4 kN/cm2
Tensões finais: σ’AC + σ”AC = 29,4 kN/cm2 < 34,5 kN/cm2 (0,85) OOKK
111777000
Viga V4:
. Fase de concretagem: M = 89x6 2
= 6075 kNcm
Tensões: 5,696
6075AC
' =σ = 8,72 kN/cm2
. Ações nominais verticais: Vesq = 140,4 kN
x = 50228,0
4,140 = cm (fora do centro)
Mmáx(+) = 140,4 x 502 – 0,28 x
25022
- 13090 =
= 22110 kNcm
Tensões: 7,33x3932022110
AC'' =σ = 18,95 kN/ cm2
Tensões finais: σ’AC + σ”AC = 27,7 kN/cm2 < 34,5 kN/cm2 (0,80) OOKK
a.5 – reações nos apoios horizontais fictícios
Nível 6 m:
-7,92 kN; | -7,92 | > 0,15 x (17 + 12) = 4,35 kN (1,82) NNOOKK
Nível 3 m:
8,81 kN; | 8,81 | > 0,15 x (25 + 15) = 6,00 kN (1,47) NNOOKK
Níveis 6 m e 3 m:
| -7,92 + 8,81 | = 0,89 << 0,10 x (17 + 12 + 25 + 15) = 6,90 (0,13) OOKK
OOBBSSEERRVVAAÇÇÕÕEESS::
ii)) AAppeessaarr ddoo CCOONNTTRROOLLEE aa..55 nnããoo tteerr ssiiddoo aatteennddiiddoo,, sseerráá ffeeiittaa aa ccoommppaarraaççããoo ddoo
MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO uummaa vveezz qquuee ttaall ccoonnttrroollee éé rreellaattiivvoo
àà vvaalliiddaaddee ddoo mmééttooddoo,, nnããoo ssee ttrraattaannddoo ddee ccoonnttrroollee ddee ddiimmeennssiioonnaammeennttoo..
iiii)) PPaarraa aatteennddeerr oo CCOONNTTRROOLLEE aa..55,, ppooddeerriiaa sseerr aaccrreesscceennttaaddaa uummaa bbaarrrraa nnoo aannddaarr
ssuuppeerriioorr,, ccoomm áárreeaa aaddeeqquuaaddaa,, eennttrree oo aappooiioo ffiiccttíícciioo ssuuppeerriioorr ee oo NNÓÓ
ddiiaaggoonnaallmmeennttee ooppoossttoo..
111777111
A análise rígido-plástica para a verificação dos estados limites últimos já foi feita pelo
programa LIGMISTA.EXE (PIRES, 2003 [63]). Segundo a metodologia do MÉTODO DE
ANÁLISE PROPOSTO, para aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo, conforme ITEM 4.1.3-b, tem-se:
CONTROLES
b.1 – maior momento positivo na viga mista não pode ser superior a 0,9x0,85Mp(+) já
verificado anteriormente.
b.2 – maior momento positivo na viga mista não pode ser inferior a 0,85Mu
Viga V1:
Mdmáx(+) = 386,70 kNm (x = 3,57 m) > 0,85Mu = 194,9 kNm (1,98) OOKK
Viga V2:
Mdmáx(+) = 405,11 kNm (x = 4,50 m) > 0,85Mu = 194,9 kNm (2,08) OOKK
Viga V3:
Mdmáx(+) = 302,70 kNm (x = 3,48 m) > 0,85Mu = 194,9 kNm (1,55) OOKK
Viga V4:
Mdmáx(+) = 407,70 kNm (x = 4,97 m) > 0,85Mu = 194,9 kNm (2,09) OOKK
b.3 – controle da capacidade de rotação necessária (TABELA 2.5, com β = 0,85)
Vigas 8 m:
θnec = 15,9 mrad < θu = 1,1 x 30,93 = 34 mrad (0,47) OOKK
Vigas 9 m:
θnec = 19,3 mrad < θu = 1,1 x 31,12 = 34 mrad (0,57) OOKK
111777222
Fazendo-se a análise elástica de primeira ordem segundo a metodologia do MÉTODO DE
ANÁLISE PROPOSTO, para aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoommiinnaaiiss, conforme ITEM 4.1.4-a, tem-se os
seguintes resultados:
VVeennttoo ++XX ((ppoossiicciioonnaarr aass mmoollaass nnoo llaaddoo ddoo ssoottaavveennttoo))
Determinação de B2 (QUEIROZ et al, 2001 [16]) – FIGURA 5.24:
BB22 ==
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
∑∑
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛−d
dh0
HP
L1
1∆
((55..55))
FFIIGGUURRAA 55..2244 –– SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss nnooss ppiillaarreess ddeevviiddoo ààss aaççõõeess
vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss ee aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoommiinnaaiiss
1º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
693870
30077,01
1 = 1,17
2º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
291513
30007,11
1 = 1,23
111777333
CONTROLES
a.1 – . deslocamento horizontal máximo:
1,23 x 1,84 = 2,26 > H/400 = 1,50 cm (1,51) NNOOKK
. deslocamento relativo máximo:
(do lado da segurança, pois não foi eliminada a inclinação do painel)
1,23 x 1,07 = 1,32 cm > 300/500 = 0,60 cm (2,19) NNOOKK
a.2 – maior tensão normal nos pilares:
M = 132,46 + 1,17 x 8463 = 10034 kNcm
N = 1620 + 9 = 1629 kN
=+=9,113
16291095
10034σ 23,5 kN/cm2 < 34,5 kN/cm2 (0,68) OOKK
VVeennttoo ––XX ((rreeppoossiicciioonnaarr aass mmoollaass nnoo llaaddoo ddoo ssoottaavveennttoo))
Determinação de B2 (QUEIROZ et al, 2001 [16]):
1º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
693870
30077,01
1 = 1,17
2º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
291513
30005,11
1 = 1,22
CONTROLES
a.1 – . deslocamento horizontal máximo:
1,22 x 1,82 = 2,22 > H/400 = 1,50 cm (1,48) NNOOKK
. deslocamento relativo máximo:
(do lado da segurança, pois não foi eliminada a inclinação do painel):
1,22 x 1,05 = 1,28 cm > 300/500 = 0,60 cm (2,18) NNOOKK
111777444
a.2 – maior tensão normal nos pilares:
M = 132,46 + 1,17 x 8463 = 10034 kNcm
N = 1620 + 9 = 1629 kN
=+=9,113
16291095
10034σ 23,5 kN/cm2 < 34,5 kN/cm2 (0,68) OOKK
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: ccoommoo aa iinnvveerrssããoo ddoo sseennttiiddoo ddaass aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss pprraattiiccaammeennttee nnããoo aalltteerroouu ooss
rreessuullttaaddooss,, ddaaqquuii eemm ddiiaannttee,, sseerráá ccoonnssiiddeerraaddoo aappeennaass oo sseennttiiddoo ppoossiittiivvoo..
Fazendo-se a análise elástica de primeira ordem segundo a metodologia do MÉTODO DE
ANÁLISE PROPOSTO, para aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo, conforme ITEM 4.1.4-b e usando-
se coeficiente de majoração das ações de 1,4 para todas as ações (por simplicidade), tem-se
os seguintes resultados:
VVeennttoo ++XX ((ppoossiicciioonnaarr aass mmoollaass nnoo llaaddoo ddoo ssoottaavveennttoo))
Determinação de B2 (QUEIROZ et al, 2001 [16]) – FIGURA 5.25:
FFIIGGUURRAA 55..2255 –– SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss nnooss ppiillaarreess
ddeevviiddoo ààss aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo ee aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo
111777555
1º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
69x4,13870x4,1
30077,0x4,11
1 = 1,25 < 1,30 (0,96) OOKK
2º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
29x4,11513x4,1
30005,1x4,11
1 = 1,34 ≅ 1,30 (1,03) OOKK
CONTROLES
b.1 – Maior momento positivo nas vigas mistas
. Acréscimos devidos às ações horizontais:
Viga V1:
∆Md = 1,25 x 1,4 x 2141 =3854 kNcm
Viga V2:
∆Md =1,25 x 1,4 x 2144 = 3859 kNcm
Viga V4:
∆Md = 1,34 x 1,4 x 1774 = 3328 kNcm
. Valores finais
Viga V1:
Md (total) = 38670 + 3854 = 42524 kNcm < 0,95øMn(+) = 45207 kNcm (0,94) OOKK
Viga V2:
Md (total) = 40511 + 3859 = 44370 kNcm < 0,95øMn(+) = 44966 kNcm (0,99) OOKK
Viga V4:
Md (total) = 40770 + 3328 = 44098 kNcm < 0,95øMn(+) = 47227 kNcm (0,93) OOKK
b.2 – Controle da capacidade de rotação
. Capacidade de rotação disponível (θdisp)
vigas 8 m: θdisp = θu = 1,1 x 30,93 = 34 mrad
vigas 9 m: θdisp = θu = 1,1 x 31,12 = 34 mrad
. Capacidade de rotação necessária (θnec) - para ações verticais de cálculo (β= 0,85)
vigas 8 m: θnec = 15,9 mrad
vigas 9 m: θnec = 19,3 mrad
111777666
. Capacidade de rotação necessária (θnec) - para ações verticais e horizontais de
cálculo com β= Md/(0,9Mp)
vigas 8 m
Vigas V1 e V3 : (não houve acréscimo de momento, mas houve acréscimo de rotação)
∆θnec = 1,25 x 1,4 x (0,33532x10 -2 + 0,13983x10 -5) = 5,86x10 -3 rad = 5,86 mrad
θnec = 15,9 + 5,9 = 21,8 mrad
vigas 9 m
Viga V2:
β = 93,052900x9,0
44370 = ≅ 0,95
θnec = 0,90 x 38,9 = 35,0 mrad
b.3 e b.4 – Não serão verificados porque não são importantes para a comparação dos
métodos de análise
b.5 – Não aplicável
b.6 – Verificação de inversão de momentos (ações horizontais de cálculo)
Viga V1:
Md = 1,25 x 1,4 x 4281 = 7492 kNcm (descarregamento) < |0,85 Mu| (0,38) OOKK
Viga V2:
Md = 1,25 x 1,4 x 4288 = 7504 kNcm (descarregamento) < |0,85 Mu| (0,39) OOKK
Viga V4:
Md = 1,34 x 1,4 x 3548 = 6656 kNcm (descarregamento) < |0,85 Mu| (0,34) OOKK
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: OO mmoommeennttoo ddee ccáállccuulloo eemm ttooddaass aass lliiggaaççõõeess mmiissttaass,, ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee
ccáállccuulloo,, éé ddee ((--))00,,8855 MMuu == ((--))1199449900 kkNNccmm.. PPoorrttaannttoo,, eemm ttooddaass aass lliiggaaççõõeess mmiissttaass nnããoo hhoouuvvee
iinnvveerrssããoo ddee mmoommeennttooss ddeevviiddoo ààss aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo..
111777777
55..44..33 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO –– ppóórrttiiccoo ee ccaarrrreeggaammeennttoo aassssiimmééttrriiccooss ((33 vvããooss ee 33 aannddaarreess))
Analisa-se a estrutura mostrada na FIGURA 5.26 pelo MÉTODO DE ANÁLISE PROPOSTO.
((aa)) AAççõõeess vveerrttiiccaaiiss ee hhoorriizzoonnttaaiiss
((bb)) CCoorrttee BB ((cc)) DDeettaallhhee AA
FFIIGGUURRAA 55..2266 –– TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoommpplleettoo ee lliiggaaççõõeess
111777888
DDaaddooss (( FFIIGGUURRAA 55..2266 ))
Perfil do pilar = W250x89 (Catálogo GERDAU AÇOMINAS );
Diagonal: barra redonda φ = 16 mm (2 cm2);
Ações nominais:
H1 = 10 kN; H2 = 8 kN;
H3 = 15 kN; H4 = 10 kN;
H5 = 15 kN; H6 = 10 kN;
P1 = 90 kN (CP), 144 kN (SC);
P2 = 180 kN (CP), 288 kN (SC);
q1 = carga permanente aplicada antes da cura = 8,25 kN/m (Vigas V1 e V2)
= 6,0 kN/m (Viga V3)
q2 = carga permanente aplicada depois da cura = 3 kN/m;
q3 = sobrecarga aplicada depois da cura = 30 kN/m; (Vigas V1 e V2)
= 25 kN/m (Viga V3)
construção não-escorada;
concreto de peso normal: fck = 20 MPa e Ec = 22080 MPa
(de acordo com AISC-LRFD 1999 [58] e NBR8800 1986 [15]);
aço estrutural: fy = 345 MPa, fu = 450 MPa, Ea = 205000 MPa;
armadura principal: 8 φ 12,5 mm, fy = 500 MPa, εsu = 6% (deformação última);
mesa inferior da viga ligada a uma cantoneira (FIGURA 5.26-c) por meio de 4 parafusos
φ 1” ASTM A325 (1993 [68]), com o plano de corte passando pela rosca; o espaçamento
entre parafusos na direção da força é de 70 mm e o aço da cantoneira tem fu = 485 MPa;
os conectores de cisalhamento têm diâmetro 19 mm, havendo interação total tanto na zona
de momento negativo quanto na de momento positivo; o primeiro conector fica a 100 mm
da face do pilar;
111777999
largura efetiva da laje para:
. região de momentos positivos: 1600 mm para as vigas V1 , 1575 mm para as vigas V2 e
1800 mm para as vigas V3 ;
. região de momentos negativos: 1063 mm para as vigas V1 e V2, 1125 mm para as vigas V3
.
A análise do sistema dduurraannttee aa ccoonnccrreettaaggeemm também não será feita neste exemplo, uma
vez que as respostas são as mesmas para o MÉTODO PROPOSTO e para o MÉTODO AVANÇADO
(vigas birrotuladas).
PPrroopprriieeddaaddeess ddaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass
Rigidez de serviço (Si)
. vigas 8 m (V1 ):
ks = 15485 kN/cm;
kc = 4428 kN/cm, n(-)=7; → Si =M/θ = 3087000 kNcm/rad
ki = 2404 kN/cm;
kc-modif =7 x 2000= 14000 kN/cm → Si(kc-modif)=3951000 kNcm/rad
. vigas 9 m (V2 e V3):
ks = 15485 kN/cm;
kc = 4275 kN/cm, n(-)=7; → Si =M/θ = 3052000 kNcm/rad
ki = 2404 kN/cm;
kc-modif =7 x 2000= 14000 kN/cm → Si(kc-modif)=3951000 kNcm/rad
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: ddaaddaa aa pprrooxxiimmiiddaaddee ddooss ddooiiss vvaalloorreess ddee SSii ttaammbbéémm sseerráá uuttiilliizzaaddoo oo vvaalloorr
mmééddiioo 33007700000000 kkNNccmm//rraadd..
Resistência de cálculo (φMu)
Mu = fys As (d + y) = 50 x 9,82 x (35,2 + 11,5) = 22930 kNcm
φMu = 0,85 x 22930 = 19490 kNcm ~19500 kNcm
Capacidade de rotação disponível (θdisp)
. vigas 8 m: θdisp = θu = 1,1 x 30,93 = 34 mrad
. vigas 9 m: θdisp = θu = 1,1 x 31,12 = 34,2 ~ 34 mrad (apoio adjacente ao vão de 8 m)
θdisp = θu = 1,1 x 30,78 = 33,9 ~ 34 mrad (apoio adjacente ao vão de 9 m)
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: oobbtteevvee--ssee oo ccooeeffiicciieennttee 11,,11 ccoomm bbaassee eemm CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]]..
111888222
FFIIGGUURRAA 55..2277 –– TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ccoomm aappooiiooss ffiiccttíícciiooss -- MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE
PPRROOPPOOSSTTOO ((SSii == 33007700000000 kkNNccmm//rraadd)) -- aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss
FFIIGGUURRAA 55..2288 –– TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: SSiisstteemmaa ddeessllooccáávveell -- MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
SSii((kkcc--mmooddiiff)) == 33995511000000 kkNNccmm//rraadd -- aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnaa ddiirreeççããoo ppoossiittiivvaa ++XX
111888333
A análise rígido-plástica para a verificação dos estados limites últimos já foi feita pelo
programa LIGMISTA.EXE (PIRES, 2003 [63]) para aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo, tendo sido
obtidos os seguintes esforços solicitantes de cálculos:
Viga V1:
Mdmáx(+) = 386,70 kNm (x = 3,57m) < 0,85øMn
(+) = 404,48 kNm (0,96) OOKK
Vdmax = 269,24 kN < øVn = 427,29 kN (0,63) OOKK
Viga V2:
Mdmáx(+) = 405,14 kNm (x = 4,50m) < 0,85øMn
(+) = 402,33 kNm (1,007) OOKK
Vdmax = 273,38 kN < øVn = 427,29 kN (0,64) OOKK
Viga V3:
Mdmáx(+) = 407,73 kNm (x = 4,97 m) < 0,85øMn
(+) = 421,57 kNm (0,97) OOKK
Vdmax = 248,77 kN < øVn = 427,29 kN (0,58) OOKK
Fazendo-se a análise elástica segundo a metodologia do MÉTODO DE ANÁLISE PROPOSTO,
para ações verticais nominais, conforme ITEM 4.1.3-a, tem-se:
CONTROLES
a.1 – deslocamentos verticais das vigas (subtraindo recalques de pilares)
Viga V1:
1,62 cm < 800/360 = 2,22 cm (do lado da segurança, pois inclui CP e SC)
(0,73) OOKK
Viga V2:
1,89 cm < 900/360 = 2,50 cm (do lado da segurança, pois inclui CP e SC)
(0,75) OOKK
Viga V3:
2,11 cm < 900/360 = 2,50 cm (do lado da segurança, pois inclui CP e SC)
(0,84) OOKK
a.2 – não será feito, pois não foi feita análise na fase de concretagem
a.3 – maior momento nas ligações mistas:
13636 kNcm < (2/3)Mu = (2/3) x 22930 = 15287 kNcm (0,89) OOKK
111888444
a.4 – verificação das tensões nas mesas inferiores das vigas de 9 m (V2 e V3):
Viga V1:
. Fase de concretagem: M = 8
8x25,8 2
=66 kNm
Tensões: 5,696
6600AC
' =σ = 9,5 kN/cm2
. Ações nominais verticais: Vesq = 116,62 kN
x = 35333,0
62,116 = cm (fora do centro)
Mmáx(+) = 116,62 x 353 – 0,33 x
23532
= 20606 kNcm
Tensões: 9,32x3790020606
AC'' =σ = 17,9 kN/cm2
Tensões finais: σ’AC + σ”AC = 27,4 kN/cm2 < 34,5 kN/cm2 (0,79) OOKK
Viga V2:
. Fase de concretagem: M = 8
9x25,8 2
=8350 kNcm
Tensões: 5,696
8350AC
' =σ = 12 kN/cm2
. Ações nominais verticais: Vesq = 148,13 kNm
x = 44933,013,148 = cm ( ≅ no centro)
Mmáx(+) = 148,31 x 449 – 0,33 x
2449 2
- 13200 =
= 20046 kNcm
Tensões: 8,32x3769020046
AC'' =σ = 17,4 kN/cm2
Tensões finais: σ’AC + σ”AC = 29,4 kN/cm2 < 34,5 kN/cm2 (0,85) OOKK
Viga V3:
. Fase de concretagem: M = 89x6 2
= 6075 kNcm
Tensões: 5,696
6075AC
' =σ = 8,72 kN/cm2
111888555
. Ações nominais verticais: Vesq = 140,94 kNm
x = 50328,094,140 = cm (fora do centro)
Mmáx(+) = 140,94 x 503 – 0,28 x
25032
- 13448 =
= 22024 kNcm
Tensões: 7,33x3932022024
AC'' =σ = 18,9 kN/ cm2
Tensões finais: σ’AC + σ”AC = 27,6 kN/cm2 > 34,5 kN/cm2 (0,80) OOKK
a.5 – reações nos apoios horizontais fictícios
Nível 9 m:
-1,59 kN; | -1,59 | < 0,15 x (10 + 8) = 2,70 kN (0,59) OOKK
Nível 6 m:
-1,96 kN; | -1,96 | < 0,15 x (15 + 10) = 3,75 kN (0,52) OOKK
Nível 3 m:
1,12 kN; | 1,12 | < 0,15 x (15 + 10) = 3,75 kN (0,30) OOKK
Níveis 9 m e 6 m:
| -1,59 – 1,96 | = 3,55 < 0,10 x (10 + 8 + 15 + 10) = 4,30 (0,83) OOKK
Níveis 6 m e 3 m:
| -1,96+1,12| = 0,84 < 0,10 x (15 + 10 + 15 + 10) = 5,0 (0,17) OOKK
111888666
A análise rígido-plástica para a verificação dos estados limites últimos já foi feita pelo
programa LIGMISTA.EXE (PIRES, 2003 [63]). Segundo a metodologia do MÉTODO DE
ANÁLISE PROPOSTO, para aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo, conforme ITEM 4.1.3-b, tem-se:
CONTROLES
b.1 – maior momento positivo na viga mista não pode ser superior a 0,9x0,85Mp(+) já
verificado anteriormente.
b.2 – maior momento positivo na viga mista não pode ser inferior a 0,85Mu
Viga V1:
Mdmáx(+) = 386,70 kNm (x = 3,57m) > 0,85Mu = 194,9 kNm (1,98) OK
Viga V2:
Mdmáx(+) = 405,14 kNm (x = 4,50 m) > 0,85Mu = 194,9 kNm (2,08) OK
Viga V3:
Mdmáx(+) = 407,73 kNm (x = 4,97 m) > 0,85Mu = 194,9 kNm (2,09) OK
b.3 – controle da capacidade de rotação necessária
Vigas 8 m:
θnec = 15,9 mrad < θu = 1,1 x 30,93 = 34 mrad (0,47) OK
Vigas 9 m:
θnec = 19,3 mrad < θu = 1,1 x 31,12 = 34,2 ~ 34 mrad
(apoio adjacente ao vão de 8 m) (0,57) OK
< θu = 1,1 x 30,78 = 33,9 ~ 34 mrad
(apoio adjacente ao vão de 9 m) (0,57) OK
111888777
Fazendo-se a análise elástica de primeira ordem segundo a metodologia do MÉTODO DE
ANÁLISE PROPOSTO, para aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoommiinnaaiiss, conforme ITEM 4.1.4-a, tem-se os
seguintes resultados:
VVeennttoo ++XX ((ppoossiicciioonnaarr aass mmoollaass nnoo llaaddoo ddoo ssoottaavveennttoo))
Determinação de B2 (QUEIROZ et al, 2001 [16]) – FIGURA 5.29:
FFIIGGUURRAA 55..2299 –– TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss nnooss ppiillaarreess ddeevviiddoo ààss aaççõõeess
vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss ee aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss nnoommiinnaaiiss
1º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
687233
30049,01
1 = 1,21 > 1,30 (0,93) OOKK
2º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
434822
30075,01
1 = 1,39 > 1,30 (1,07) NNOOKK
3º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
182411
30048,01
1 = 1,27< 1,30 (0,98) OOKK
111888888
CONTROLES
a.1 – . deslocamento horizontal máximo:
1,27 x 1,73 = 2,20 < H/400 = 2,25 cm (0,98) OOKK
. deslocamento relativo máximo:
(do lado da segurança, pois não foi eliminada a inclinação do painel)
1,39 x 0,75 = 1,04 cm > 300/500 = 0,60 cm (1,73) NNOOKK
a.2 – maior tensão normal nos pilares:
M = 396,5 + 1,21 x 5206 = 6696 kNcm
N = 2501 + 7,5 = 2509 kN
=+=9,113
250910956696σ 28,1 kN/cm2 < 34,5 kN/cm2 (0,81) OOKK
VVeennttoo ––XX ((rreeppoossiicciioonnaarr aass mmoollaass nnoo llaaddoo ddoo ssoottaavveennttoo))
Não será analisado.
Fazendo-se a análise elástica de primeira ordem segundo a metodologia do MÉTODO DE
ANÁLISE PROPOSTO, para aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo, conforme ITEM 4.1.4-b e usando-
se coeficiente de majoração das ações de 1,4 para todas as ações (por simplicidade), tem-se
os seguintes resultados:
VVeennttoo ++XX ((ppoossiicciioonnaarr aass mmoollaass nnoo llaaddoo ddoo ssoottaavveennttoo))
Determinação de B2 (QUEIROZ et al, 2001 [16]) – FIGURA 5.30:
1º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
68x4,17233x4,1
30049,0x4,11
1 = 1,32 > 1,30 (1,02) NNOOKK
2º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
43x4,14822x4,1
30075,0x4,11
1 = 1,65 > 1,30 (1,27) NNOOKK
3º andar: B2 =
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
18x4,1)12412(x4,1
30048,0x4,11
1 = 1,43 > 1,30 (1,10) NNOOKK
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: aa ffoorrççaa vveerrttiiccaall ddee 11 kkNN rreeffeerree--ssee àà pprroojjeeççããoo ddaa ffoorrççaa aaxxiiaall nnaa ddiiaaggoonnaall..
111888999
FFIIGGUURRAA 55..3300 –– TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: ssoommaa ddaass ffoorrççaass nnoorrmmaaiiss nnooss ppiillaarreess
ddeevviiddoo ààss aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo ee aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo
CONTROLES
b.1 – Maior momento positivo nas vigas mistas
. Acréscimos devidos às ações horizontais:
Viga V2:
∆Md =1,32 x 1,4 x 1427 = 2637 kNcm
Viga V3:
∆Md = 1,32 x 1,4 x 1447 = 2674 kNcm
. Valores finais
Viga V2:
Md (total) = 40514 + 2637 = 43151 kNcm < 0,95øMn(+) = 45230 kNcm (0,95) OK
Viga V3:
Md (total) = 40773 + 2674 = 43447 kNcm < 0,95øMn(+) = 47110 kNcm (0,92) OK
111999000
b.2 – Controle da capacidade de rotação
. Capacidade de rotação disponível (θdisp)
vigas 8 m: θdisp = θu = 1,1 x 30,93 = 34 mrad
vigas 9 m: θdisp = θu = 1,1 x 31,12 = 34,2 ~ 34 mrad (apoio adjacente ao vão de 8 m)
θdisp = θu = 1,1 x 30,78 = 33,9 ~ 34 mrad (apoio adjacente ao vão de 9 m)
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: oobbtteevvee--ssee oo ccooeeffiicciieennttee 11,,11 ccoomm bbaassee eemm CCOOUUCCHHMMAANN && WWAAYY,, 11999999 [[3322]]..
. Capacidade de rotação necessária (θnec) - para ações verticais de cálculo (β= 0,85)
vigas 8 m: θnec = 15,9 mrad
vigas 9 m: θnec = 19,3 mrad
. Capacidade de rotação necessária (θnec) - para ações verticais e horizontais de
cálculo com β= Md/(0,9Mp)
vigas 8 m
Viga V1 (não houve acréscimo de momento, mas houve acréscimo de rotação)
∆θnec = 1,4 x 1,32 x 2,2 = 4,1 mrad θnec = 15,9 + 4,1 = 20 mrad
vigas 9 m
Viga V2
β = 91,052900x9,0
43151 = ≅ 0,90 θnec = 0,79 x 38,9 = 30,7 mrad
b.3 e b.4 – Não serão verificados porque não são importantes para a comparação dos
métodos de análise
b.5 – Não aplicável
b.6 – Verificação de inversão de momentos (ações horizontais de cálculo)
Viga V2:
Md = 1,32 x 1,4 x 2853 = 5272 kNcm (descarregamento) < |0,85 Mu| (0,37) OK
Viga V3:
Md = 1,32 x 1,4 x 2895 = 5350 kNcm (descarregamento) < |0,85 Mu| (0,27) OK
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: OO mmoommeennttoo ddee ccáállccuulloo eemm ttooddaass aass lliiggaaççõõeess mmiissttaass,, ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee
ccáállccuulloo,, éé ddee ((--))00,,8855 MMuu == ((--))1199449900 kkNNccmm.. PPoorrttaannttoo,, eemm ttooddaass aass lliiggaaççõõeess mmiissttaass nnããoo hhoouuvvee
iinnvveerrssããoo ddee mmoommeennttooss ddeevviiddoo ààss aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss ddee ccáállccuulloo..
66
MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE AAVVAANNÇÇAADDOO
“““SSSeee rrreeeaaalllmmmeeennnttteee eeennnttteeennndddeeemmmooosss ooo ppprrrooobbbllleeemmmaaa,,, aaa sssooollluuuçççãããooo vvviiirrrááá dddeeellleee...
PPPooorrrqqquuueee aaa sssooollluuuçççãããooo nnnãããooo eeesss tttááá ssseeepppaaarrraaadddaaa dddooo ppprrrooobbbllleeemmmaaa...”””
66..11 DDeessccrriiççããoo
Na fase de concretagem, o procedimento utilizado neste método é o mesmo indicado no
CAPÍTULO 5. Na fase final, após a cura do concreto, foi desenvolvido um modelo de
elementos finitos para um software existente, com o qual pode ser feita uma ANÁLISE
AVANÇADA do sistema real.
Basicamente, nesta ANÁLISE AVANÇADA os efeitos de 2a ordem são determinados levando-
se em conta a não-linearidade geométrica, considerando-se grandes deslocamentos. A não-
linearidade física, no caso a plasticidade, é também considerada na análise, devendo o
carregamento ser aplicado incrementalmente. As ações horizontais de cálculo são aplicadas
depois da aplicação completa das ações verticais de cálculo. Os comprimentos de flambagem
dos pilares, mesmo com a análise de 2a ordem, são superiores às distâncias entre dois nós
consecutivos. Entretanto, é possível utilizar comprimentos de flambagem iguais às distâncias
mencionadas, aplicando-se na estrutura cargas horizontais nocionais para levar em conta
imperfeições geométricas, inelasticidade, ou ambos (AISC-LRFD, 2003 [ 77]).
111999222
Faz-se uma análise plástica do sistema mostrado esquematicamente na FIGURA 6.1
considerando o diagrama momento-rotação das ligações mistas apresentado na FIGURA 6.2,
considerando o descarregamento paralelo à inclinação inicial do diagrama, com a rigidez
proposta no CAPÍTULO 4 em função dos resultados experimentais (kc-modif). CCoomm eessttee
pprroocceeddiimmeennttoo,, aass fflleecchhaass ddeevviiddaass ààss aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss tteennddeemm aa ffiiccaarr iinnffeerriioorreess ààss
rreeaaiiss..
((aa)) SSiisstteemmaa ccoommpplleettoo
((bb)) LLiiggaaççõõeess ddaass vviiggaass ccoomm ooss ppiillaarreess iinntteerrnnooss
FFIIGGUURRAA 66..11 –– SSiisstteemmaa sseemmiiccoonnttíínnuuoo
No diagrama momento-rotação da FIGURA 6.2, a rotação θ ’ foi determinada da seguinte
forma (ANEXO J, EUROCODE 3 [26]):
i
2
sec Sx32S ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛= ((66..11))
sec
u'
SMφθ = ((66..22))
A rotação θser é dada por:
( )i
user S
M32 φ
θ = ((66..33))
111999333
FFIIGGUURRAA 66..22 –– CCuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
A não-linearidade física (plasticidade) é considerada nas ligações mistas e nas vigas, uma
vez que não se prevê a formação de rótulas plásticas nos pilares (ver CAPÍTULO 4).
O programa utilizado é o ANSYS V8.1, 2004 [59]. A ligação mista viga-pilar é simulada
pelo elemento COMBIN39 (mola não-linear com rigidez de descarregamento igual à rigidez de
serviço, neste caso igual à rigidez inicial). As vigas, as lajes e os pilares são simulados pelo
elemento 3D plástico BEAM24, que admite análise com grandes deslocamentos.
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: UUssaannddoo--ssee oo eelleemmeennttoo BBEEAAMM2244,, aass pprroopprriieeddaaddeess eelláássttiiccaass ee aass rreessiissttêênncciiaass
pplláássttiiccaass ddaass vviiggaass mmiissttaass ee ddooss ppiillaarreess ssããoo ddeetteerrmmiinnaaddaass aauuttoommaattiiccaammeennttee ppeelloo pprrooggrraammaa..
UUttiilliizzaa--ssee uummaa llaarrgguurraa ttrraannssffoorrmmaaddaa ddee llaajjee,, bbaasseeaaddaa nnaa mmééddiiaa ddee ddooiiss ccrriittéérriiooss,, oo ddaa rraazzããoo
mmoodduullaarr ee oo ddaa rraazzããoo ddee rreessiissttêênncciiaass eennttrree oo aaççoo ee oo ccoonnccrreettoo.. EEssttee pprroocceeddiimmeennttoo éé vváálliiddoo
qquuaannddoo aass dduuaass rraazzõõeess mmeenncciioonnaaddaass ssããoo aapprrooxxiimmaaddaammeennttee iigguuaaiiss.. CCoonnttuuddoo,, ssee aass dduuaass
rraazzõõeess ffoorreemm ssiiggnniiffiiccaattiivvaammeennttee ddiiffeerreenntteess,, aa llaarrgguurraa ddaa llaajjee ddeevvee sseerr ttoommaaddaa sseemm rreedduuççããoo,,
ccoonnssiiddeerraannddoo--ssee aass pprroopprriieeddaaddeess ddoo ccoonnccrreettoo,, ee oo mmooddeelloo ddaa sseeççããoo ttrraannssvveerrssaall nnããoo ppooddee sseerr
ffoorrmmaaddoo ppoorr aappeennaass uumm eelleemmeennttoo BBEEAAMM2244..
Para a determinação de deslocamentos devidos às ações verticais nominais, introduzidas
após a cura do concreto, o carregamento pode ser aplicado de uma só vez. Para a
determinação dos deslocamentos devidos às ações verticais e horizontais nominais, aplicam-
se, na sequência, as ações horizontais em 10 (dez) passos iguais.
MM
ddeessccaarrrreeggaammeennttoo
φφMMuu
SSsseecc
θθuu θθ00
32
φφMMuu
θθ’’ θθsseerr SSii
SSjj
111999444
Para a análise plástica, as ações de cálculo (correspondentes a todas as ações introduzidas
antes e depois da cura do concreto) são aplicadas como a seguir:
. carga permanente + sobrecarga (nominal ou de cálculo) – 10 (dez) passos com incrementos
em progressão geométrica de
razão decrescente;
. ações horizontais (nominal ou de cálculo) – 10 (dez) passos iguais, uma vez
que a estrutura já apresenta
plastificações, mantendo-se o
último carregamento vertical.
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: EEmm ccoommppaarraaççõõeess ddee aannáálliisseess ccoomm nnúúmmeerroo vvaarriiáávveell ddee ppaassssooss,, ccoonnssttaattoouu--ssee qquuee
aass aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ppooddeerriiaamm sseerr aapplliiccaaddaass eemm uumm ssóó ppaassssoo,, ppoorréémm,, ppaarraa aass aaççõõeess hhoorriizzoonnttaaiiss
ssuubbsseeqquueenntteess,, ssóó ffooii ppoossssíívveell oobbtteerr bboonnss rreessuullttaaddooss ccoomm ddeezz ppaassssooss..
66..22 AAffeerriiççããoo ddee RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE PPRROOPPOOSSTTOO
66..22..11 PPRRIIMMEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO –– ppóórrttiiccoo ee ccaarrrreeggaammeennttoo ssiimmééttrriiccooss ((33 vvããooss ee 11 aannddaarr))
OOBBSSEERRVVAAÇÇÕÕEESS::
aa)) EEssttee eexxeemmpplloo ffooii eexxttrraaííddoo ddoo aarrttiiggoo ““AAnnaallyyssiiss ooff CCoommppoossiittee CCoonnnneeccttiioonnss iinn UUnnbbrraacceedd
FFrraammeess SSuubbjjeecctteedd ttoo WWiinndd aanndd GGrraavviittyy LLooaaddiinngg”” ddee QQUUEEIIRROOZZ eett aall,, 22000055 [[6666]]..
bb)) TTrraabbaallhhee eessttee eexxeemmpplloo eemm ccoonnjjuunnttoo ccoomm oo eexxeemmpplloo 55..22..11 ddoo CCAAPPÍÍTTUULLOO 55..
Aplicando-se o procedimento descrito no ITEM 6.1, determinam-se as rotações θ’
(ANEXO J, EUROCODE 3 [26]) e θser :
sec
u'
SMφθ = mrad4,14
2182000x32
140082 =
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
= ((66..44))
( )i
user S
M32 φ
θ =( )
mrad3,42182000
1400832
== ((66..55))
111999555
Os resultados são mostrados na FIGURA 6.3.
Utilizando-se o procedimento descrito no ITEM 6.1 obtém-se os deslocamentos devidos às
ações verticais nominais, introduzidas após a cura do concreto. Tais deslocamentos são
apresentados TABELA 6.1.
Os resultados principais da análise plástica, para as ações de cálculo introduzidas antes e
depois da cura do concreto, são apresentados na TABELA 6.2. A aplicação das cargas foi feita
conforme descrito no ITEM 6.1.
FFIIGGUURRAA 66..33 –– CCuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa –– EEXXEEMMPPLLOO 66..11
TTAABBEELLAA 66..11 –– RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO –– aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss
FFlleecchhaa ddaa vviiggaa VV11 00,,88 ccmm RRoottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo ddiirreeiittaa ddaa VV11 ((ϕϕddiirr)) 22,,44 mmrraadd ((aannttiihhoorráárriioo)) RRoottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo eessqquueerrddaa ddaa VV22 ((ϕϕeessqq)) 22,,44 mmrraadd ((hhoorráárriioo)) RRoottaaççããoo rreellaattiivvaa eennttrree VV11 aanndd VV22 44,,88 mmrraadd
TTAABBEELLAA 66..22 –– RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO –– aaççõõeess ddee ccáállccuulloo
SSOOMMEENNTTEE AAÇÇÕÕEESS
VVEERRTTIICCAAIISS
AAÇÇÕÕEESS VVEERRTTIICCAAIISS EE
HHOORRIIZZOONNTTAAIISS ∆∆HHddmmááxx ~~ 00 11,,33 ccmm MMdd ((bbaassee ddoo ppiillaarr iinntteerrnnoo)) 339944 kkNNccmm 55776688 kkNNccmm MMdd((++)) ((VV11)) 3311666677 kkNNccmm aa 3322558855 kkNNccmm aa MMdd((--)) ((vviiggaa VV11 eessqquueerrddaa –– eexxttrreemmiiddaaddee ddiirreeiittaa)) 1133777722 kkNNccmm 1144000033 kkNNccmm MMdd((--)) ((vviiggaa VV11 ddiirreeiittaa –– eexxttrreemmiiddaaddee eessqquueerrddaa)) 1133777722 kkNNccmm 1111778877 kkNNccmm MMdd((++)) ((VV22)) 2288229933 kkNNccmm 2299004477 kkNNccmm MMdd((--)) ((vviiggaa VV22-- eexxttrreemmiiddaaddee eessqquueerrddaa)) 1122990099 kkNNccmm 1100228844 kkNNccmm
aa O maior momento fletor positivo (+) da viga V1 é aproximadamente igual
a 90% da resistência nominal da viga mista a momento fletor, não somente
para ações verticais, mas também para ações verticais e horizontais.
MM [[kkNNccmm]]
ddeessccaarrrreeggaammeennttoo
1144000088
SSsseecc
4444 θθ [[mmrraadd]] 00
32
xx1144000088
1144,,44 44,,33 SSii
SSjj
111999666
As rotações necessárias determinadas pelo MÉTODO AVANÇADO para a extremidade direita
da viga V1 esquerda são: - ações verticais de cálculo: 14,4 mrad;
- ações verticais e horizontais de cálculo: 16,1 mrad.
Nas TABELAS 6.3, 6.4 e 6.5 faz-se a comparação dos resultados do MÉTODO DE ANÁLISE
PROPOSTO (ver CAPÍTULO 5, ITEM 5.4.1) e do MÉTODO AVANÇADO.
TTAABBEELLAA 66..33 -- CCoommppaarraaççããoo ddee rreessuullttaaddooss –– aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss nnoommiinnaaiiss
MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO
VVIIGGAA SSEEMMIICCOONNTTÍÍNNUUAA
VVIIGGAA CCOONNTTÍÍNNUUAA
FFlleecchhaa ddaa vviiggaa VV11 00,,88 ccmm 00,,88 ccmm 00,,66 ccmm RRoottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo ddiirreeiittaa ddaa VV11 ((ϕϕddiirr)) 22,,44 mmrraadd
((aannttiihhoorráárriioo)) 22,,44 mmrraadd
((aannttiihhoorráárriioo)) 00,,55 mmrraadd
((aannttiihhoorráárriioo)) RRoottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo eessqquueerrddaa ddaa VV22 ((ϕϕeessqq)) 22,,44 mmrraadd
((hhoorráárriioo)) 22,,33 mmrraadd ((hhoorráárriioo))
00,,55 mmrraadd ((aannttiihhoorráárriioo))
RRoottaaççããoo rreellaattiivvaa eennttrree VV11 aanndd VV22 44,,88 mmrraadd 44,,77 mmrraadd 00
TTAABBEELLAA 66..44 -- CCoommppaarraaççããoo ddee rreessuullttaaddooss –– ssoommeennttee aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss ddee ccáállccuulloo
MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO
MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
∆∆HHddmmááxx ~~ 00 00 MMdd ((bbaassee ddoo ppiillaarr iinntteerrnnoo)) 339944 kkNNccmm 00 MMdd((++)) ((VV11)) 3311666677 kkNNccmm 3311995500 kkNNccmm MMdd((--)) ((vviiggaa VV11 eessqquueerrddaa ––
r v ee
c
vvrrdd75294 g0.4852 -0.0419 TD(N)TD(r)Tj1 g-0.0419 0.0419 TD(r)Tj0.75294 g0.3714 -0.0419 0.75294 43 TD( )Tj10.01––rrvv ee
vv vdd75294 g0.4852 -0.0419 TD(N)TD(-)Tj1 g-0– ––––––
–
111999777
66..22..22 SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO –– ppóórrttiiccoo ee ccaarrrreeggaammeennttoo aassssiimmééttrriiccooss ((33 vvããooss ee 22 aannddaarreess))
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: TTrraabbaallhhee eessttee eexxeemmpplloo eemm ccoonnjjuunnttoo ccoomm oo eexxeemmpplloo 55..22..22 ddoo CCAAPPÍÍTTUULLOO 55..
Aplicando-se o procedimento descrito no ITEM 6.1, determinam-se as rotações θ’
(ANEXO J, EUROCODE 3 [26]) e θser :
sec
u'
SMφθ = mrad1,11
3951000x32
194902 =
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
= ((66..66))
( ))k(S
M32
ifmodci
user
−
=φ
θ( )
mrad3,33951000
1949032
== ((66..77))
Os resultados são mostrados na FIGURA 6.4.
FFIIGGUURRAA 66..44 –– SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: ccuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
Relação modular (n) e relação entre resistências de cálculo do aço e do concreto (n’):
( ) 57,182
22080205000n == ((66..88))
09,2620x85,0x7,0
345x9,0n' == ((66..99))
MM [[kkNNccmm]]
ddeessccaarrrreeggaammeennttoo
1199449900
SSsseecc
3344 θθ [[mmrraadd]] 00
32
xx1199449900
1111,,11 33,,33
SSii((kkcc-- mmooddiiff))
SSjj
111999888
Como as duas relações são significativamente diferentes, conforme já observado no
ITEM 6.1, a largura da laje deve ser tomada sem redução, considerando-se as propriedades do
concreto. A ligação entre os elementos de laje e os elementos da viga metálica será obtida por
meio do comando CERIG (região rígida com acoplamento de todos os graus de liberdade dos
NÓS, ANSYS V8.1, 2004 [59]). Na FIGURA 6.5 mostra-se o sistema estrutural a ser analisado.
aa11 →→ ddiissttâânncciiaa ddaa LLNNEE ddaa sseeççããoo ttrraannssffoorrmmaaddaa ((ppeerrffiill ++ aarrmmaadduurraa)) aattéé oo
CCGG ddoo ppeerrffiill mmeettáálliiccoo;;
aa22 →→ ddiissttâânncciiaa ddaa LLNNEE ddaa sseeççããoo ttrraannssffoorrmmaaddaa ((ppeerrffiill ++ aarrmmaadduurraa)) aattéé oo
cceennttrroo ddaa llaajjee ddee ccoonnccrreettoo..
FFIIGGUURREE 66..55 –– SSEEGGUUNNDDOO EEXXEEMMPPLLOO:: ssiisstteemmaa eessttrruuttuurraall ppaarraa AANNÁÁLLIISSEE AAVVAANNÇÇAADDAA
A seguir, utilizando-se o procedimento do descrito no ITEM 6.1, apresentam-se os
principais resultados da análise pelo MÉTODO AVANÇADO, e comparações com os resultados
obtidos pelo MÉTODO PROPOSTO (TABELAS 6.6 e 6.7). Salienta-se que para as vigas V1, V2, V3
e V4 a LNP não corta a laje de concreto na região de momentos positivos, isto é, a espessura
da laje trabalha integralmente. Foram consideradas apenas ações horizontais no sentido +X no
MÉTODO AVANÇADO.
CCOOUUPPLLEE UUXX,, UUYY ((ttíípp..))
CCOOUUPPLLEE UUXX,, UUYY ((ttíípp..))
CCEERRIIGG AALLLL ((ttíípp..))
BBEEAAMM2244 –– llaajjee nnaa rreeggiiããoo mmoommeennttoo ((++)) ((ttíípp..))
BBEEAAMM2244 –– vviiggaa ddee aaççoo iissoollaaddaa ((ttíípp..))
BBEEAAMM2244 aarrmmaadduurraa ++ ppeerrffiill nnaa rreeggiiããoo mmoommeennttoo ((--))
((ttíípp..))
111999999
TTAABBEELLAA 66..66 –– RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO ee ccoommppaarraaççããoo ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
-- aaççõõeess nnoommiinnaaiiss ––
MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO
MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO CCOONNTTRROOLLEE
DDeessllooccaammeennttoo vveerrttiiccaall VV11 11,,6611 ccmm 11,,6622 ccmm 22,,2222 ccmm DDeessllooccaammeennttoo vveerrttiiccaall VV22 11,,8866 ccmm 11,,8877 ccmm 22,,5500 ccmm DDeessllooccaammeennttoo vveerrttiiccaall VV33 11,,3300 ccmm 11,,3344 ccmm 22,,2222 ccmm DDeessllooccaammeennttoo vveerrttiiccaall VV44 22,,1166 ccmm 22,,1144 ccmm 22,,5500 ccmm MMaaiioorr mmoommeennttoo nnaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass 1133882299 kkNNccmm 1133441177 kkNNccmm 1155228877 kkNNccmm TTeennssããoo mmááxxiimmaa VV22 2299,,22 kkNN//ccmm22 2299,,44 kkNN//ccmm22 3344,,55 kkNN//ccmm22 TTeennssããoo mmááxxiimmaa VV44 2277,,88 kkNN//ccmm22 2277,,77 kkNN//ccmm22 3344,,55 kkNN//ccmm22 MMaaiioorr ddeessllooccaammeennttoo hhoorriizzoonnttaall 11,,8899 ccmm 22,,2266 ccmm 11,,5500 ccmm MMaaiioorr ddeessllooccaammeennttoo rreellaattiivvoo eennttrree aannddaarreess ((““ddrriifftt””)) 00,,9933 ccmm 11,,3322 ccmm 00,,6600 ccmm TTeennssããoo mmááxxiimmaa nnooss ppiillaarreess 2200,,99 kkNN//ccmm22 2233,,55 kkNN//ccmm22 3344,,55 kkNN//ccmm22
TTAABBEELLAA 66..77 –– RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO ee ccoommppaarraaççããoo ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
-- aaççõõeess ddee ccáállccuulloo --
MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO
MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO CCOONNTTRROOLLEE
RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss –– vviiggaass 88 mm ((θθnneecc)) 88,,22 mmrraadd 1155,,99 mmrraadd 3344 mmrraadd ((θθddiisspp)) RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss –– vviiggaass 99 mm((θθnneecc)) 99,,88 mmrraadd 1199,,33 mmrraadd 3344 mmrraadd ((θθddiisspp)) FFoorrççaa ccoorrttaannttee mmááxxiimmaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV11 225522,,00 kkNN 226699,,2244 kkNN 442277,,2299 kkNN FFoorrççaa ccoorrttaannttee mmááxxiimmaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV22 226600,,66 kkNN 227733,,3388 kkNN 442277,,2299 kkNN FFoorrççaa ccoorrttaannttee mmááxxiimmaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV44 223333,,11 kkNN 224488,,7788 kkNN 442277,,2299 kkNN MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV11 338844,,11 kkNNmm 338866,,7700 kkNNmm 440044,,4488 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV22 440033,,55 kkNNmm 440055,,1111 kkNNmm 440022,,3333 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV44 440000,,44 kkNNmm 440077,,7700 kkNNmm 442211,,5577 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess VV11 440099,,77 kkNNmm 442255,,2244 kkNNmm 445522,,0077 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess VV22 442266,,33 kkNNmm 444433,,7700 kkNNmm 444499,,6666 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess VV44 441188,,88 kkNNmm 444400,,9988 kkNNmm 447722,,2277 kkNNmm RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess –– vviiggaass 88 mm ((θθnneecc)) 1111,,22 mmrraadd 2211,,88 mmrraadd 3344 mmrraadd ((θθddiisspp)) RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess –– vviiggaass 99 mm ((θθnneecc)) 1166,,55 mmrraadd 3355,,00 mmrraadd aa 3344 mmrraadd ((θθddiisspp)) MMoommeennttoo ffiinnaall nnaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass ddeessccaarrrreeggaaddaass VV11 --110055,,66 kkNNmm -- 111199,,9988 kkNNmm cc --119944,,9900 kkNNmm bb MMoommeennttoo ffiinnaall nnaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass ddeessccaarrrreeggaaddaass VV22 --112299,,55 kkNNmm --111199,,8866 kkNNmm --119944,,9900 kkNNmm bb MMoommeennttoo ffiinnaall nnaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass ddeessccaarrrreeggaaddaass VV44 --112288,,66 kkNNmm --112288,,3344 kkNNmm --119944,,9900 kkNNmm bb
a Pelo MÉTODO PROPOSTO a capacidade de rotação disponível não é suficiente.
b Vê-se que não houve inversão de momento nas ligações mistas. c Esta foi a única resposta contra a segurança do MÉTODO PROPOSTO em relação ao MÉTODO
AVANÇADO, uma vez que o descarregamento desta ligação foi maior no MÉTODO
AVANÇADO.
CCCOOOMMMEEENNNTTTÁÁÁRRRIIIOOO::: NNNoootttaaa---ssseee qqquuueee aaasss rrroootttaaaçççõõõeeesss nnneeeccceeessssssááárrriiiaaasss dddooo MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO PPPRRROOOPPPOOOSSSTTTOOO fff iiicccaaammm mmmuuuiiitttooo dddooo lllaaadddooo
dddaaa ssseeeggguuurrraaannnçççaaa eeemmm rrreeelllaaaçççãããooo aaaooo MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO AAAVVVAAANNNÇÇÇAAADDDOOO...
222000000
66..22..33 TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO –– ppóórrttiiccoo ee ccaarrrreeggaammeennttoo aassssiimmééttrriiccooss ((33 vvããooss ee 33 aannddaarreess))
OOBBSSEERRVVAAÇÇÃÃOO:: TTrraabbaallhhee eessttee eexxeemmpplloo eemm ccoonnjjuunnttoo ccoomm oo eexxeemmpplloo 55..22..33 ddoo CCAAPPÍÍTTUULLOO 55..
Aplicando-se o procedimento descrito no ITEM 6.1, determinam-se as rotações θ’
(ANEXO J, EUROCODE 3 [26]) e θser :
sec
u'
SMφθ = mrad1,11
3951000x32
194902 =
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
= ((66..1100))
( ))k(S
M32
ifmodci
user
−
=φ
θ( )
mrad3,33951000
1949032
== ((66..1111))
Os resultados são mostrados na FIGURA 6.6.
FFIIGGUURRAA 66..66 –– TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: ccuurrvvaa mmoommeennttoo--rroottaaççããoo ddaa lliiggaaççããoo mmiissttaa
Relação modular (n) e relação entre resistências de cálculo do aço e do concreto (n’):
( ) 57,182
22080205000n == ((66..1122))
09,2620x85,0x7,0
345x9,0n' == ((66..1133))
MM [[kkNNccmm]]
ddeessccaarrrreeggaammeennttoo
1199449900
SSsseecc
3344 θθ [[mmrraadd]] 00
32
xx1199449900
1111,,11 33,,33
SSii((kkcc-- mmooddiiff))
SSjj
222000111
Como as duas relações são significativamente diferentes, conforme já observado no
ITEM 6.1, a largura da laje também deve ser tomada sem redução, considerando-se as
propriedades do concreto. A ligação entre os elementos de laje e os elementos da viga
metálica será obtida por meio do comando CERIG (região rígida com acoplamento de todos os
graus de liberdade dos NÓS, ANSYS V8.1, 2004 [59]). Na FIGURA 6.7 mostra-se o sistema
estrutural a ser analisado.
aa11 →→ ddiissttâânncciiaa ddaa LLNNEE ddaa sseeççããoo ttrraannssffoorrmmaaddaa ((ppeerrffiill ++ aarrmmaadduurraa)) aattéé oo
CCGG ddoo ppeerrffiill mmeettáálliiccoo;;
aa22 →→ ddiissttâânncciiaa ddaa LLNNEE ddaa sseeççããoo ttrraannssffoorrmmaaddaa ((ppeerrffiill ++ aarrmmaadduurraa)) aattéé oo
cceennttrroo ddaa llaajjee ddee ccoonnccrreettoo..
FFIIGGUURRAA 66..77 –– TTEERRCCEEIIRROO EEXXEEMMPPLLOO:: ssiisstteemmaa eessttrruuttuurraall ppaarraa AANNÁÁLLIISSEE AAVVAANNÇÇAADDAA
CCOOUUPPLLEE UUXX,, UUYY ((ttíípp..))
CCOOUUPPLLEE UUXX,, UUYY ((ttíípp..))
CCEERRIIGG AALLLL ((ttíípp..))
BBEEAAMM2244 –– llaajjee nnaa rreeggiiããoo mmoommeennttoo ((++)) ((ttíípp..))
BBEEAAMM2244 –– vviiggaa ddee aaççoo iissoollaaddaa ((ttíípp..))
BBEEAAMM2244 aarrmmaadduurraa ++ ppeerrffiill nnaa rreeggiiããoo mmoommeennttoo ((--))
((ttíípp..))
222000222
A seguir, utilizando-se o mesmo procedimento descrito no ITEM 6.1, apresentam-se os
principais resultados da análise pelo MÉTODO AVANÇADO, e comparações com os resultados
obtidos pelo MÉTODO PROPOSTO (TABELAS 6.8 e 6.9). Salienta-se que também para as vigas
V1, V2 e V3 a LNP não corta a laje de concreto na região de momentos positivos, isto é, a
espessura da laje trabalha integralmente. Foram consideradas apenas ações horizontais no
sentido +X no MÉTODO AVANÇADO.
TTAABBEELLAA 66..88 –– RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO ee ccoommppaarraaççããoo ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
-- aaççõõeess nnoommiinnaaiiss ––
MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO
MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO CCOONNTTRROOLLEE
DDeessllooccaammeennttoo vveerrttiiccaall VV11 11,,6611 ccmm 11,,6622 ccmm 22,,2222 ccmm DDeessllooccaammeennttoo vveerrttiiccaall VV22 11,,8877 ccmm 11,,8899 ccmm 22,,5500 ccmm DDeessllooccaammeennttoo vveerrttiiccaall VV33 22,,1133 ccmm 22,,1111 ccmm 22,,5500 ccmm MMaaiioorr mmoommeennttoo nnaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass 1133775511 kkNNccmm 1133663366 kkNNccmm 1155228877 kkNNccmm TTeennssããoo mmááxxiimmaa VV11 2277,,44 kkNN//ccmm22 2277,,44 kkNN//ccmm22 3344,,55 kkNN//ccmm22 TTeennssããoo mmááxxiimmaa VV22 2299,,55 kkNN//ccmm22 2299,,44 kkNN//ccmm22 3344,,55 kkNN//ccmm22 TTeennssããoo mmááxxiimmaa VV33 2277,,77 kkNN//ccmm22 2277,,66 kkNN//ccmm22 3344,,55 kkNN//ccmm22 MMaaiioorr ddeessllooccaammeennttoo hhoorriizzoonnttaall 11,,8833 ccmm 22,,2200 ccmm 22,,2255 ccmm MMaaiioorr ddeessllooccaammeennttoo rreellaattiivvoo eennttrree aannddaarreess ((““ddrriifftt””)) 00,,7733 ccmm 11,,0044 ccmm 00,,6600 ccmm TTeennssããoo mmááxxiimmaa nnooss ppiillaarreess 2266,,88 kkNN//ccmm22 2288,,11 kkNN//ccmm22 3344,,55 kkNN//ccmm22
TTAABBEELLAA 66..99 –– RReessuullttaaddooss ddoo MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO ee ccoommppaarraaççããoo ccoomm oo MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO
-- aaççõõeess ddee ccáállccuulloo ––
MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO
MMÉÉTTOODDOO PPRROOPPOOSSTTOO CCOONNTTRROOLLEE
RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss –– vviiggaass 88 mm ((θθnneecc)) 99,,22 mmrraadd 1155,,99 mmrraadd 3344 mmrraadd ((θθddiisspp)) RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss –– vviiggaass 99 mm((θθnneecc)) 1111,,33 mmrraadd 1199,,33 mmrraadd 3344 mmrraadd ((θθddiisspp)) FFoorrççaa ccoorrttaannttee mmááxxiimmaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV11 225533,,44 kkNN 226699,,22 kkNN 442277,,33 kkNN FFoorrççaa ccoorrttaannttee mmááxxiimmaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV22 226600,,66 kkNN 227733,,44 kkNN 442277,,33 kkNN FFoorrççaa ccoorrttaannttee mmááxxiimmaa ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV33 223355,,22 kkNN 224488,,88 kkNN 442277,,33 kkNN MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV11 338800,,22 kkNNmm 338866,,77 kkNNmm 440044,,55 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV22 339933,,11 kkNNmm 440055,,11 kkNNmm 440022,,33 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa aaççõõeess vveerrttiiccaaiiss VV33 339933,,00 kkNNmm 440077,,77 kkNNmm 442211,,66 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess VV11 337711,,22 kkNNmm 338866,,77 kkNNmm 445522,,11 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess VV22 441177,,66 kkNNmm 443311,,55 kkNNmm 445522,,33 kkNNmm MMoommeennttoo fflleettoorr mmááxxiimmoo ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess VV33 440055,,00 kkNNmm 443344,,55 kkNNmm 447711,,11 kkNNmm RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess –– vviiggaass 88 mm ((θθnneecc)) 1122,,44 mmrraadd 2200,,00 mmrraadd 3344 mmrraadd ((θθddiisspp)) RRoottaaççããoo nneecceessssáárriiaa ppaarraa ttooddaass aass aaççõõeess –– vviiggaass 99 mm ((θθnneecc)) 1177,,22 mmrraadd 3300,,77 mmrraadd 3344 mmrraadd ((θθddiisspp)) MMoommeennttoo ffiinnaall nnaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass ddeessccaarrrreeggaaddaass VV22 --114455,,55 kkNNmm --114422,,22 kkNNmm --119944,,99 kkNNmm aa MMoommeennttoo ffiinnaall nnaass lliiggaaççõõeess mmiissttaass ddeessccaarrrreeggaaddaass VV33 --113300,,55 kkNNmm --114411,,44 kkNNmm bb --119944,,99 kkNNmm aa
a Vê-se que não houve inversão de momento nas ligações mistas. b Esta foi a única resposta contra a segurança do MÉTODO PROPOSTO em relação ao MÉTODO
AVANÇADO, uma vez que o descarregamento desta ligação foi maior no MÉTODO AVANÇADO.
CCCOOOMMMEEENNNTTTÁÁÁRRRIIIOOO::: NNNoootttaaa---ssseee qqquuueee aaasss rrroootttaaaçççõõõeeesss nnneeeccceeessssssááárrriiiaaasss dddooo MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO PPPRRROOOPPPOOOSSSTTTOOO fff iiicccaaammm mmmuuuiiitttooo dddooo
lllaaadddooo dddaaa ssseeeggguuurrraaannnçççaaa eeemmm rrreeelllaaaçççãããooo aaaooo MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO AAAVVVAAANNNÇÇÇAAADDDOOO...
77
CCOONNCCLLUUSSÕÕEESS EE RREECCOOMMEENNDDAAÇÇÕÕEESS
“““AAAiiinnndddaaa nnnãããooo ssseee llleeevvvaaannntttaaarrraaammm aaasss bbbaaarrrrrreeeiiirrraaasss qqquuueee dddiiigggaaammm
aaaooo pppeeesssqqquuuiiisssaaadddooorrr::: dddaaaqqquuuiii nnnãããooo pppaaassssssaaarrrááásss ...”””
As ligações mistas continuam sendo objeto de pesquisa em vários países, com outros
tipos de vigas mistas (por exemplo, utilizando lajes pré-moldadas protendidas alveolares).
Algumas pesquisas em desenvolvimento têm como objetivo eliminar a exigência de interação
total na região de momentos negativos, para aumentar a capacidade de rotação disponível das
ligações mistas, contando mais com o escorregamento relativo entre a laje e o perfil metálico.
77..11 CCoonncclluussõõeess
Os objetivos mencionados no CAPÍTULO 3 foram plenamente atingidos, conforme se
detalha a seguir.
222000444
(ITEM 3.1 - a) ““CCoolleettaarr ee ssiisstteemmaattiizzaarr ttooddooss ooss rreessuullttaaddooss ddee eennssaaiiooss eexxppeerriimmeennttaaiiss
rreeaalliizzaaddooss......””
No CAPÍTULO 2, há uma revisão detalhada do estado da arte, no que diz respeito a
ensaios experimentais, normas e métodos de análise, discutindo-se criticamente as
conclusões e os métodos propostos, dando-se ênfase às recomendações utilizadas neste
trabalho.
(ITEM 3.1 - b) ““CCoommpplleemmeennttaarr aass iinnffoorrmmaaççõõeess eexxiisstteenntteess nnaa bbiibblliiooggrraaffiiaa aa rreessppeeiittoo ddaa
lliiggaaççããoo ppaarraaffuussaaddaa iinnffeerriioorr......””
No ANEXO A (RELATÓRIO DE ENSAIO DAS LIGAÇÕES PARAFUSADAS – RLP) são
apresentados os resultados de 16 (dezesseis) ensaios experimentais do tipo de ligação
inferior utilizado e, no CAPÍTULO 4 - ITEM 4.3.2, um resumo dos resultados e das
principais conclusões obtidos, ressaltando-se:
- a capacidade de deformação da ligação variou de 3 mm a 8 mm, sendo que o
mínimo obtido de 3 mm contraria o valor mínimo de 4 mm recomendado por
EASTERLING et al, 1996 [23];
- houve boa concordância entre os valores médio das rigidezes secantes obtidas nos
ensaios para 2/3 da carga última e as rigidezes calculadas pelo EUROCODE 3;
- os deslocamentos relativos baseados no AISC–LRFD (1999, [58]) são inferiores aos
obtidas nos ensaios, para o mesmo nível de carga; isto se deve ao fato do processo
do AISC–LRFD levar em conta apenas as deformações associadas aos parafusos,
desconsiderando a influência das espessuras das chapas envolvidas na ligação;
- as rigidezes dependem claramente do nível de carregamento da ligação, sendo,
portanto, a rigidez prescrita pelo EUROCODE 3 (ENV 1993-1-1:1997 [26])
específica para o nível de solicitações de serviço.
(ITEM 3.1 - c) ““DDeesseennvvoollvveerr bbaasseess tteeóórriiccaass ppaarraa aapplliiccaaççããoo ddee lliiggaaççõõeess mmiissttaass ((QQUUEEIIRROOZZ eett aall,,
22000011 [[1166]];; QQUUEEIIRROOZZ && MMAATTAA,, 22000011 [[5500]])) eemm eessttrruuttuurraass ddeessllooccáávveeiiss......””
No ANEXO B (RELATÓRIO DE ENSAIO DOS NÓS MISTOS - RNM) são apresentados os
resultados de 8 (oito) ensaios experimentais de NÓS MISTOS, onde foram medidas
apenas as deformações associadas aos componentes das ligações mistas (barras da
armadura, conectores de cisalhamento, ligação inferior). Entretanto, flexibilidades
associadas a deformações locais do pilar podem ser incluídas na mola representativa
da ligação, por meio de associação em série.
222000555
No CAPÍTULO 4 - ITEM 4.3.3, apresenta-se um resumo dos principais resultados e
conclusões obtidos nestes ensaios, ressaltando-se:
- não houve degeneração significativa de rigidez, após todos os ciclos simétricos e
assimétricos. O comportamento não-degenerativo manifestou-se a partir do terceiro
ciclo de carregamento (ciclo III), quando a ligação passou a se comportar
elasticamente após ter sofrido deformações plásticas nos ciclos I e II (“shakedown”
– ANEXO F).
- a correlação entre previsões teóricas e resultados experimentais obtidos não é boa
(ordem de grandeza ≅ 0,3). Isto indica que os métodos teóricos utilizados (ECCS,
kc-modif e ki-modif) não retratam com precisão o comportamento experimental
observado nos ensaios realizados e, adicionalmente, a baixa correlação tem a ver
também com a faixa estreita de variação dos parâmetros principais de influência
(altura da viga, área das barras da armadura, número de conectores na região de
momento negativo, ligação inferior).
- apesar da dispersão dos resultados, a média dos valores de rigidez determinados
pelo ECCS-109 (1999 [14]) é bem baixa em relação aos resultados experimentais
(41%). Alterando-se a rigidez dos conectores (kc-modif), esta média passa a ser (57%)
e alterando-se a rigidez da ligação inferior (ki-modif) em função do nível de
carregamento, a mesma média passa a ser (56%). Salienta-se que a alteração da
rigidez dos conectores é muito mais simples do que a alteração da rigidez da
ligação inferior (ki-modif). Além disto, na prática, costuma-se dimensionar a ligação
inferior sem folga, o que corresponde a validar a rigidez prevista pelo EUROCODE 3
(ENV 1993-1-1:1997 [26]).
- os valores médios das rigidezes de serviço obtidas no carregamento e no
descarregamento, nos ciclos simétricos e assimétricos, não diferem
substancialmente entre si.
- a rotação da ligação mista após a aplicação do primeiro ciclo simétrico (I) tem
muita influência nos deslocamentos verticais das vigas, na estrutura real. O
acréscimo desta rotação residual devido ao primeiro ciclo assimétrico (II) está
associado à inclinação permanente da estrutura. As rotações elásticas que ocorrem
após estes dois ciclos iniciais, com a respectiva rigidez de carregamento-
descarregamento-recarregamento, são responsáveis pelo comportamento da
estrutura em “shakedown”, devido aos ciclos de aplicações e retiradas das ações
horizontais.
222000666
- com base nas conclusões anteriores, ppprrrooopppõõõeee---ssseee dddeeettteeerrrmmmiiinnnaaarrr aaa rrriiigggiiidddeeezzz dddaaasss lll iiigggaaaçççõõõeeesss
mmmiiissstttaaasss pppeeelllooo mmmééétttooodddooo dddooo EEECCCCCCSSS,,, cccooommm aaa aaalll ttteeerrraaaçççãããooo mmmeeennnccciiiooonnnaaadddaaa dddaaa rrriiigggiiidddeeezzz dddooosss
cccooonnneeeccctttooorrreeesss (((kkkcccmmm ooo ddd iii fff ))),,, uuuttt iii lll iiizzzaaannndddooo---ssseee ooo vvvaaalllooorrr aaassssssiiimmm dddeeettteeerrrmmmiiinnnaaadddooo pppaaarrraaa cccaaarrrrrreeegggaaammmeeennntttooo ooouuu
dddeeessscccaaarrrrrreeegggaaammmeeennntttooo,,, pppaaarrraaa ccciiiccclllooosss sssiiimmmééétttrrriiicccooosss eee aaassssssiiimmmééétttrrriiicccooosss... EEExxxccceeetttuuuaaa---ssseee aaa dddeeettteeerrrmmmiiinnnaaaçççãããooo
dddeee dddeeessslllooocccaaammmeeennntttooosss vvveeerrrtttiiicccaaaiiisss dddaaasss vvviiigggaaasss,,, qqquuueee sssãããooo mmmuuuiiitttooo aaafffeeetttaaadddooosss pppeeelllaaasss rrroootttaaaçççõõõeeesss
rrreeesssiiiddduuuaaaiiisss,,, qqquuuaaannndddooo dddeeevvveee ssseeerrr uuusssaaadddaaa aaa rrriiigggiiidddeeezzz dddooo EEECCCCCCSSS,,, ssseeemmm mmmooodddiiifff iiicccaaaçççãããooo,,, nnnooo MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO
DDDEEE AAANNNÁÁÁLLLIIISSSEEE PPPRRROOOPPPOOOSSSTTTOOO...
(ITEM 3.1 - d) ““PPrrooppoossiiççããoo ddee uumm MMÉÉTTOODDOO SSIIMMPPLLIIFFIICCAADDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE ddee ppóórrttiiccooss ddeessllooccáávveeiiss
ccoomm lliiggaaççõõeess mmiissttaass,, aaddeeqquuaaddoo ppaarraa uuttiilliizzaaççããoo eemm eessccrriittóórriiooss ddee pprroojjeettoo,,
aaffeerriiddoo ppoorr ccoommppaarraaççããoo ccoomm aannáálliissee eellaassttoopplláássttiiccaa aavvaannççaaddaa..””
No CAPÍTULO 4 - ITENS 4.1, 4.1 e 4.3, são apresentados, integralmente, o MÉTODO
PROPOSTO DE ANÁLISE de sistemas deslocáveis com ligações mistas, a fundamentação
teórica e a fundamentação experimental deste método. Foi demonstrado que, com a
aplicação do método, a estrutura passa a se comportar elasticamente para aplicações e
retiradas de ações horizontais nos dois sentidos, após a ocorrência do carregamento
vertical de cálculo e do primeiro carregamento horizontal de cálculo (“shakedown”).
No CAPÍTULO 5 são apresentados um fluxograma e a implementação computacional do
MÉTODO PROPOSTO (LM_PORT_DES.EXE), juntamente com três exemplos de aplicação
do método e do programa.
(ITEM 3.1 - e) ““PPrrooppoossiiççããoo ddee uumm MMÉÉTTOODDOO AAVVAANNÇÇAADDOO DDEE AANNÁÁLLIISSEE EELLAASSTTOOPPLLÁÁSSTTIICCAA ddee
ppóórrttiiccooss ddeessllooccáávveeiiss ccoomm lliiggaaççõõeess mmiissttaass,, uuttiilliizzaannddoo uumm ssooffttwwaarree eexxiisstteennttee ddee
ggrraannddee aabbrraannggêênncciiaa..””
No CAPÍTULO 6 é apresentada uma descrição completa do modelo de elementos finitos
utilizado no MÉTODO AVANÇADO, com todas as considerações relevantes, incluindo
consideração de materiais diferentes para o aço e para o concreto, comportamento
não - linear das ligações mistas e dos materiais, não - linearidade geométrica da
estrutura completa. Adicionalmente, são resolvidos pelo MÉTODO AVANÇADO os
mesmos três exemplos resolvidos pelo MÉTODO PROPOSTO no CAPÍTULO 5.
222000777
CCCOOOMMMEEENNNTTTÁÁÁRRRIIIOOOSSS:::
iii))) AAAsss cccooommmpppaaarrraaaçççõõõeeesss eeennntttrrreee ooosss MMMÉÉÉTTTOOODDDOOOSSS PPPRRROOOPPPOOOSSSTTTOOO eee AAAVVVAAANNNÇÇÇAAADDDOOO (((TTTAAABBBEEELLLAAASSS dddooo CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 666 pppaaarrraaa
ooosss tttrrrêêêsss eeexxxeeemmmppplllooosss))) vvvaaallliiidddaaammm pppllleeennnaaammmeeennnttteee aaa aaapppllliiicccaaaçççãããooo dddooo ppprrriiimmmeeeiiirrrooo,,, cccooommmooo jjjááá eeessspppeeerrraaadddooo eeemmm
fffuuunnnçççãããooo dddaaasss jjjuuusssttt iii fffiiicccaaatttiiivvvaaasss ttteeeóóórrriiicccaaasss aaappprrreeessseeennntttaaadddaaasss nnnooo CCCAAAPPPÍÍÍTTTUUULLLOOO 444...
iii iii))) AAA fff llleeexxxiiibbbiiilll iiidddaaadddeee aaassssssoooccciiiaaadddaaa aaaooo ccciiisssaaalllhhhaaammmeeennntttooo lllooocccaaalll dddaaa aaalllmmmaaa dddooo pppiii lllaaarrr nnnaaa rrreeegggiiiãããooo dddaaa llliiigggaaaçççãããooo,,,
pppaaarrraaa mmmooommmeeennntttooosss dddeeessseeeqqquuuiiilll iiibbbrrraaadddooosss,,, sssóóó pppooodddeee ssseeerrr llleeevvvaaadddaaa eeemmm cccooonnntttaaa mmmooodddeeelllaaannndddooo---ssseee aaa rrreeegggiiiãããooo
nnnooodddaaalll cccooommm uuummm mmmooodddeeelllooo mmmeeecccââânnniiicccooo dddeee nnnóóó aaappprrroooppprrriiiaaadddooo (((nnnãããooo pppooodddeee ssseeerrr uuummmaaa mmmooolllaaa rrroootttaaaccciiiooonnnaaalll
úúúnnniiicccaaa)))...
iii iii iii))) OOO MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO PPPRRROOOPPPOOOSSSTTTOOO,,, nnnooo aaatttuuuaaalll eeessstttááágggiiiooo ttteeecccnnnooolllóóógggiiicccooo,,, ééé mmmuuuiiitttooo mmmaaaiiisss aaadddeeeqqquuuaaadddooo dddooo qqquuueee ooo
MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO AAAVVVAAANNNÇÇÇAAADDDOOO,,, pppooorrr ssseeerrr mmmaaaiiisss sssiiimmmpppllleeesss ssseeemmm cccooommmppprrrooommmeeettt iiimmmeeennntttooo dddeee ppprrreeeccciiisssãããooo,,, eee pppooorrrqqquuueee ooosss
sssoooffftttwwwaaarrreeesss cccooommmeeerrrccciiiaaaiiisss cccaaapppaaazzzeeesss dddeee rrreeeaaallliiizzzaaarrr aaannnááállliiissseee aaavvvaaannnçççaaadddaaa (((iiinnncccllluuuiiinnndddooo eeellleeemmmeeennntttooosss fff iiinnniii tttooosss eee
tttooodddooosss ooosss ttt iiipppooosss dddeee nnnãããooo---lll iiinnneeeaaarrriiidddaaadddeeesss))) sssãããooo ooonnneeerrrooosssooosss eee dddeee uuuttt iii llliiizzzaaaçççãããooo cccooommmpppllleeexxxaaa... AAAlllééémmm dddiiissstttooo,,,
mmmeeesssmmmooo pppaaarrraaa ssseee uuuttt iii llliiizzzaaarrr ooo MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO AAAVVVAAANNNÇÇÇAAADDDOOO ééé nnneeeccceeessssssááárrriiiooo dddiiimmmeeennnsssiiiooonnnaaarrr aaa ppprrriiiooorrriii ooo sssiiisssttteeemmmaaa
eeessstttrrruuutttuuurrraaalll uuutttiii lll iiizzzaaannndddooo ooo MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO PPPRRROOOPPPOOOSSSTTTOOO,,, dddeeevvviiidddooo ààà cccaaarrraaacccttteeerrrííísssttt iiicccaaa dddeee aaannnááállliiissseee///vvveeerrriii fffiiicccaaaçççãããooo
dddeee tttooodddaaasss aaasss eeetttaaapppaaasss,,, iiinnneeerrreeennnttteee aaa eeesssttteee mmmééétttooodddooo::: eeessstttaaadddooosss llliiimmmiiittteeesss dddeee uuuttt iii llliiizzzaaaçççãããooo aaassssssoooccciiiaaadddooosss aaa
aaaçççõõõeeesss vvveeerrrtttiiicccaaaiiisss nnnooommmiiinnnaaaiiisss,,, eeessstttaaadddooosss lll iiimmmiiittteeesss úúúlll tttiiimmmooosss aaassssssoooccciiiaaadddooosss aaa aaaçççõõõeeesss vvveeerrrttt iiicccaaaiiisss dddeee cccááálllcccuuulllooo,,,
eeessstttaaadddooosss lll iiimmmiiittteeesss dddeee uuuttt iiilll iiizzzaaaçççãããooo aaassssssoooccciiiaaadddooosss aaa aaaçççõõõeeesss vvveeerrrtttiiicccaaaiiisss eee hhhooorrriiizzzooonnntttaaaiiisss nnnooommmiiinnnaaaiiisss,,, eeessstttaaadddooosss
lll iiimmmiiittteeesss úúúlll tttiiimmmooosss aaassssssoooccciiiaaadddooosss aaa aaaçççõõõeeesss vvveeerrrtttiiicccaaaiiisss eee hhhooorrriiizzzooonnntttaaaiiisss dddeee cccááálllcccuuulllooo... AAAssssssiiimmm,,, ooo MMMÉÉÉTTTOOODDDOOO
PPPRRROOOPPPOOOSSSTTTOOO aaauuuxxxiii llliiiaaa nnnaaa cccooonnnccceeepppçççãããooo eee nnnaaa vvveeerrriii fff iiicccaaaçççãããooo dddaaa eeessstttrrruuutttuuurrraaa,,, eeellliiimmmiiinnnaaannndddooo ooo ppprrriiinnnccciiipppaaalll
ooobbbssstttááácccuuulllooo dddooo uuusssooo dddeee lll iiigggaaaçççõõõeeesss mmmiiissstttaaasss eeemmm sssiiisssttteeemmmaaasss dddeeessslllooocccááávvveeeiiisss::: aaa dddiii fffiiicccuuullldddaaadddeee dddeee aaannnááállliiissseee...
222000888
77..22 RReeccoommeennddaaççõõeess ppaarraa TTrraabbaallhhooss FFuuttuurrooss
a) Aperfeiçoar o MÉTODO DE ANÁLISE PROPOSTO com a inclusão do modelo mecânico de
QUEIROZ, 1995 [55], para considerar o cisalhamento da alma do pilar na região entre as
mesas da viga. Para isto pode ser utilizado o trabalho de MONTEIRO (1997 [72]). Este
trabalho também poderia ser adaptado para utilização no MÉTODO DE ANÁLISE
AVANÇADO.
b) Melhorar o nível de automação dos softwares desenvolvidos para sistemas de pisos e
sistemas deslocáveis, tornando-os também mais interativos com o usuário.
c) Desenvolver um software do MÉTODO PROPOSTO para análise tridimensional, porém, com
ligações mistas apenas em uma direção em cada NÓ, conforme comentado no ITEM 1.5 do
CAPÍTULO 1.
d) Realizar ensaios experimentais para outros tipos de ligações mistas, incluindo 4 (quatro)
a 5 (cinco) ciclos simétricos e assimétricos, com carregamento-descarregamento-
recarregamento para cada ciclo. Salienta-se que, em princípio, a rigidez associada a um
carregamento em ciclo simétrico deve ser diferente da associada a carregamento em ciclo
assimétrico, porque as barras da armadura não interagem com o pilar em um ciclo
simétrico, ao passo que, em um ciclo assimétrico, elas são ancoradas por meio de pressão
do concreto sobre a mesa do pilar do lado do menor momento negativo (ver FIGURA 2.39
– CAPÍTULO 2).
88
RREEFFEERRÊÊNNCCIIAASS BBIIBBLLIIOOGGRRÁÁFFIICCAASS
“““AAA bbbiiibbblll iiiooottteeecccaaa ééé ooo ttteeemmmpppooo dddooo sssaaabbbeeerrr ,,, eee eeesss ttteee ttteeemmm lll iiibbbeeerrr tttaaadddooo mmmaaaiiisss pppeeessssssoooaaasss
dddooo qqquuueee tttooodddaaasss aaasss ggguuueeerrrrrraaasss dddaaa hhhiiisss tttóóórrr iiiaaa... ... ...”””
[1] HUBER, G. 1999. NNNiiiccchhhttt LLLiiinnneeeaaarrreee BBBeeerrreeeccchhhnnnuuunnnggg vvvooonnn VVVeeerrrbbbuuunnnddd QQQuuueeerrrsssccchhhnnniiittt ttteeennn uuunnnddd
BBBiiieeegggeeewwweeeiiiccchhheeennn KKKnnnooottteeennn. Doktor der Technischen Wissenschaft, Innsbruck, Austria
[2] LEON, R. T. 1990. SSSeeemmmiiirrriiigggiiiddd CCCooommmpppooosssiii ttteee CCCooonnnssstttrrruuuccctttiiiooonnn. JCSR Journal of
Constructional Steel Research, 15(1,2), pp. 99-120
[3] BJORHOVDE, R., COLSON, A., BROZZETTI, J. 1990. CCClllaaassssssiii fffiiicccaaatttiiiooonnn SSSyyysssttteeemmm fffooorrr BBBeeeaaammm---
TTTooo---CCCooollluuummmnnn CCCooonnnnnneeecccttt iiiooonnnsss ... ASCE Journal of Structure Division, 116, ST11, pp.
3059-3076
[4] MOORE, D. B.; COUCHMAN, G. H.1998. TTThhheee DDDeeevvveeelllooopppmmmeeennnttt ooofff aaa DDDeeesssiiigggnnn GGGuuuiiidddeee fffooorrr
SSStttaaannndddaaarrrdddiiizzzeeeddd CCCooommmpppooosssiii ttteee CCCooonnnnnneeecccttt iiiooonnnsss. JCSR Journal of Constructional Steel
Research, Vol 46: 1-3 Paper no. 126
222111000
[5] REYES-SALAZAR, A., HALDAR A. 1999. NNNooonnnllliiinnneeeaaarrr SSSeeeiiisssmmmiiiccc RRReeessspppooonnnssseee ooofff SSSttteeeeeelll
SSStttrrruuuccctttuuurrreeesss wwwiiittthhh SSSeeemmmiiirrriiigggiiiddd aaannnddd CCCooommmpppooosssiii ttteee CCCooonnnnnneeecccttt iiiooonnnsss... JCSR Journal of
Constructional Steel Research, 51, pp.37-59
[6] LEON, R. T., ZANDONINI, R. 1992. CCCooommmpppooosssiii ttteee CCCooonnnnnneeecccttt iiiooonnnsss,,, iiinnn SSSttteeeeeelll DDDeeesssiiigggnnn::: AAAnnn
IIInnnttteeerrrnnnaaatttiiiooonnnaaalll GGGuuuiiidddeee... P. Dowling, J. Harding, Bjorhovde R., eds, Elsevier
Publishers, London, pp. 501-522
[7] SCI-213. COUCHMAN, G. H.; WAY, A. 1998. JJJoooiiinnntttsss iiinnn SSSttteeeeeelll cccooonnnssstttrrruuuccctttiiiooonnn:::
CCCooommmpppooosssiii ttteee CCCooonnnnnneeecccttt iiiooonnnsss. The Steel Construction Institute.
[8] LEON, R. T., HOFFMAN, J. J., TEAGER, T. 1996. PPPaaarrrttt iiiaaallllllyyy RRReeessstttrrraaaiiinnneeeddd CCCooommmpppooosssiii ttteee
CCCooonnnnnneeecccttt iiiooonnnsss --- AAAIIISSSCCC DDDeeesssiiigggnnn GGGuuuiiidddeee NNNooo... 888. Chicago, USA: AISC American Institute
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[9] CHRISTOPHER, J. E.; BJORHOVDE, R. 1998. RRReeessspppooonnnssseee CCChhhaaarrraaacccttteeerrriiissstttiiicccsss ooofff FFFrrraaammmeeesss
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46: 1- Paper no. 141
[12] QUEIROZ, G., MATA, L. A. C, ALVES, V. C. G. 2000. AAAnnnááállliiissseee NNNuuummmééérrriiicccooo---
EEExxxpppeeerrriiimmmeeennntttaaalll dddeee uuummmaaa LLLiiigggaaaçççãããooo MMMiiissstttaaa cccooommm CCCaaannntttooonnneeeiiirrraaasss nnnaaa AAAlllmmmaaa eee nnnaaa MMMeeesssaaa
IIInnnfffeeerrriiiooorrr... XXIX Jornadas Sudamericanas de Ingeniería Estructural, "Jubileo
Professor Julio Ricaldoni", Instituto de Estructuras y Transporte-Facultad de
Ingeniería, Montevideo, Uruguay, CD ROM
[13] ALVES, V. C. G. 2000. LLLiiigggaaaçççõõõeeesss MMMiiissstttaaasss AAAçççooo---CCCooonnncccrrreeetttooo VVViiigggaaa---PPPiiilllaaarrr eee VVViiigggaaa---VVViiigggaaa cccooommm
RRReeesssiiissstttêêênnnccciiiaaa PPPaaarrrccciiiaaalll. DISSERTAÇÃO DE MESTRADO, Universidade Federal de Minas
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[14] ECCS-109 1999. European Convention for Constructional Steelwork. Technical
Committee 11 – Composite Structures. DDDeeesssiiigggnnn ooofff CCCooommmpppooosssiii ttteee JJJoooiiinnntttsss fffooorrr BBBuuuiiillldddiiinnngggsss
NNNooo... 111000999... 1a. Ed., Brussels: European Committee for Standardization
222111111
[15] NBR8800 1986. ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. PPPrrrooojjjeeetttooo eee
EEExxxeeecccuuuçççãããooo dddeee EEEssstttrrruuutttuuurrraaasss dddeee AAAçççooo dddeee EEEdddiiifff íííccciiiooosss... Rio de Janeiro, Brasil
[16] QUEIROZ, G., PIMENTA, R. J, MATA, L. A. C. 2001. EEEllleeemmmeeennntttooosss dddaaasss EEEssstttrrruuutttuuurrraaasss
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[17] HANSWILLE, G. 1997. CCCrrraaaccckkkiiinnnggg ooofff CCCooonnncccrrreeettteee MMMeeeccchhhaaannniiicccaaalll MMMooodddeeelllsss ooofff ttthhheee DDDeeesssiiigggnnn
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[19] CEB FIP Model Code 90, Telford, T. 1990. DDDeeesssiiigggnnn ggguuuiiidddeee dddeeesssiiigggnnn fffooorrr CCCooonnncccrrreeettteee
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[21] ARIBERT, J. M. 1996. IIInnnfffllluuueeennnccceee ooofff SSSlll iiippp ooofff ttthhheee SSShhheeeaaarrr CCCooonnnnnneeecccttt iiiooonnn ooonnn CCCooommmpppooosssiii ttteee
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