MINIMIZAÇÃO DA RIGIDEZ À FLEXÃO DE LIGAÇÕES VIGA PILAR EM SISTEMAS ESTRUTURAIS PRÉ-MOLDADOS DE CONCRETO

Resumo

Com a finalidade de obter a melhor relação entre as partes de um sistema estrutural de concreto pré-moldado, propõe-se realizar a otimização de pórticos planos com ligações semirrígidas entre vigas e pilares. Para isto, alguns pórticos foram simulados numericamente por meio do Método dos Elementos Finitos, em que vigas e pilares foram modelados por elementos de barra e as ligações viga-pilar por elementos de mola, possibilitando a modificação de sua rigidez. A função objetivo implementada baseou-se na busca da menor rigidez da ligação, que atendesse a estabilidade global da edificação. Ao final do processo, um modelo de ligação com rigidez ótima foi adotado para compor o pórtico, seguindo com a verificação do deslocamento horizontal máximo permitido. A importância da consideração da semirrigidez da ligação está em evitar idealizações de projeto que tendem a considerar as ligações como perfeitamente articuladas ou rígidas. Ligações para pilar central e para pilar de canto com fator de restrição da ordem de 0,31 e 0,26, respectivamente, foram responsáveis por reduzir o momento na base dos pilares em 35,31%, enquanto que a redução do deslocamento no topo do pórtico atingiu 75,27%. Isto comprova que mesmo ligações com baixas restrições geram ganhos significativos do ponto de vista estrutural. Palavras-chave: análise estrutural, concreto pré-moldado, modelagem numérica, ligações semirrígidas, otimização. ABSTRACT In order to obtain the best relation between the parts of a structural system of precast concrete, this work proposes to perform the optimization of plane frames with semi-rigid connections between beams and columns. For this, some frames were simulated numerically using the Finite Element Method, in which beams and columns were modeled by beam elements and the beam-column connections by spring elements, allowing the modification of its stiffness. The implemented objective function was based on the search of less stiffness connection, which would meet the global stability of the building. At the end of the process, a connection model with great stiffness was adopted to compose the frame, followed by checking the horizontal displacement maximum allowed. The importance of considering the stiffness connection is to avoid idealizations project that tend to consider the connections as perfectly articulated or perfectly rigid. Connections in central column and corner column with fixity factor on the order of 0.31 and 0.26, respectively, were responsible for reducing the bending at the base of the columns by 35.31%, while reducing the displacement at the top of the frame reached 75.27%. This proves that even connections with low constraints generate significant gains from a structural point of view. Keywords: structural analysis, precast concrete, numerical modeling, semi-rigid connections, optimization.