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Gorza, Leonardo. Análise incremental construtiva de edifícios metálicos de andares múltiplos usando o método dos elementos finitos. Orientação de Luiz Herkenhoff Coelho.233f., ilDissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Centro Tecnológico, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2000.
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Resumo

O objetivo deste trabalho é analisar a importância da consideração da rigidez transversal à flexão das lajes e da sequência de construção e carregamento, no cálculo dos esforços e deslocamentos das estruturas de edifícios metálicos de andares múltiplos. O modelo estrutural proposto permite a interação tridimensional entre todos os elementos, possibilita a análise do comportamento da estrutura ao longo da sua construção, considera a presença das lajes no cálculo, os trechos rígidos entre vigas e pilares, as excentricidades entre pilares com redução de seção e as ligações rotuladas. O MEF - Método dos Elementos Finitos foi utilizado como ferramenta numérica de cálculo. As vigas e os pilares foram representados por elementos de barra. Para as lajes, foi utilizado o elemento finito triangular DKT (Discrete Kirchhoff Theory), destinado à análise da flexão de placas delgadas e responsável pela formação de um elemento quadrangular que facilita a discretização dos pavimentos. As técnicas de subestruturação em paralelo e em série foram utilizadas para reduzir a grande quantidade de dados gerados pelo MEF. Elaborou-se um programa computacional que efetua a análise elástica linear tanto pelo procedimento convencional como pelo procedimento incremental construtivo, obtendo-se os esforços e os deslocamentos referentes a cada etapa construtiva. Finalmente, foram apresentados os recursos deste programa, alguns exemplos numéricos reais e os resultados obtidos foram comparados através da modelagem usual (apenas elementos de barras) com os gerados a partir do modelo proposto.

Abstract

The aim of this paper is to analyze the importance of the consideration of transverse stiffness on the bending of slabs, as well as the loading and construction sequences in the calculation of stresses and displacements of multistory steel buildings structures. The structural model adopted allows the three-dimensional interaction between all the elements, it makes possible the analysis of the behavior of structure through its construction, it also considers the slabs in the calculation, the rigid stretches between beams and columns, the eccentricity between columns with reduced section and the hinges connections. The FEM - Finite Element Method was used as calculation numerical tool. The beams and the columns were represented by bar finite elements. In the slabs discretization, the DKT (Discrete Kirchhoff Theory) element was used. It is meant for the slender shells bending analysis and is responsible for the formation of a quadrangle element that makes the floor. Both the parallel and serial substructuring techniques were applied in order to reduce the large amount of data generated by the FEM. A computer software was developed to perform the linear elastic analysis using both the conventional and the incremental constructive procedure, obtaining the stresses and displacements regarding each construction phase. Finally, both the software resources and some actual numerical examples were presented, and the results obtained through the conventional modeling considering only bar elements were compared with the adopted model.
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