Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N
Ano de defesa: | 2021 |
---|---|
Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos |
Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil - PPGECiv
|
Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
País: |
Não Informado pela instituição
|
Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14833 |
Resumo: | Composite columns subjected to uniaxial bending moments are usually checked using normative recommendations, however, such checks do not include the use of high strength concretes. In this context, aiming to evaluate composite columns subject to eccentric compression and determine the pair of strength (normal force and bending moment), an analytical model based on strain compatibility was developed and implemented in the computational tool PM-MN (2021). With this tool it was possible to plot M-N interaction curves. Considering the uniaxial bending moments, expressions are defined that relate the values of normal force and moment resistance as a function of the neutral axis depth, geometry and strength of the components of the cross-section. The steel and concrete ultimate strains were defined based on the guidelines of ABNT NBR 6118 (2014). To validate the proposed model, two comparative analyzes were developed. In the first analysis, the M-N interaction curves from the PM-MN tool (2021) were compared to the models of ABNT NBR 8800 (2008), EN 1994-1-1 (2004) and ABNT NBR 16239 (2013). In the second analysis, values of normal force resistant to centered compression and moment resistance to pure bending were compared to literature results. The proposed model adequately estimated the eccentric compression strength when analyzing the cross section; the highest difference in relation to normative models was close to 6%. When analyzing the column, that is, taking into account the flexural buckling, the results of the interaction model implemented in the PM-MN (2021) were close to the results in the literature; the best estimate of strength showed an error close to 0,6%. Once validated, the tool was then used in a parametric study in which the influence of the following parameters was evaluated: cross-sectional shape, yielding strength of steel, compressive strength of concrete, bending axis and relative slenderness. The results showed that the effects of flexural buckling are less significant for the use of lower strengths of steel and concrete; on the other hand, the use of highest strengths increases the effects of flexural buckling, especially for slender columns. |
id |
SCAR_d752839f64e246c8062da9e7a1ca421c |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14833 |
network_acronym_str |
SCAR |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
repository_id_str |
|
spelling |
Fernandes, Matheus OliveiraNardin, Silvana dehttp://lattes.cnpq.br/5587716781980132Almeida Filho, Fernando Menezes dehttp://lattes.cnpq.br/0447825383222965http://lattes.cnpq.br/25476549304794382021-08-31T20:36:41Z2021-08-31T20:36:41Z2021-08-20FERNANDES, Matheus Oliveira. Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14833.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14833Composite columns subjected to uniaxial bending moments are usually checked using normative recommendations, however, such checks do not include the use of high strength concretes. In this context, aiming to evaluate composite columns subject to eccentric compression and determine the pair of strength (normal force and bending moment), an analytical model based on strain compatibility was developed and implemented in the computational tool PM-MN (2021). With this tool it was possible to plot M-N interaction curves. Considering the uniaxial bending moments, expressions are defined that relate the values of normal force and moment resistance as a function of the neutral axis depth, geometry and strength of the components of the cross-section. The steel and concrete ultimate strains were defined based on the guidelines of ABNT NBR 6118 (2014). To validate the proposed model, two comparative analyzes were developed. In the first analysis, the M-N interaction curves from the PM-MN tool (2021) were compared to the models of ABNT NBR 8800 (2008), EN 1994-1-1 (2004) and ABNT NBR 16239 (2013). In the second analysis, values of normal force resistant to centered compression and moment resistance to pure bending were compared to literature results. The proposed model adequately estimated the eccentric compression strength when analyzing the cross section; the highest difference in relation to normative models was close to 6%. When analyzing the column, that is, taking into account the flexural buckling, the results of the interaction model implemented in the PM-MN (2021) were close to the results in the literature; the best estimate of strength showed an error close to 0,6%. Once validated, the tool was then used in a parametric study in which the influence of the following parameters was evaluated: cross-sectional shape, yielding strength of steel, compressive strength of concrete, bending axis and relative slenderness. The results showed that the effects of flexural buckling are less significant for the use of lower strengths of steel and concrete; on the other hand, the use of highest strengths increases the effects of flexural buckling, especially for slender columns.Os pilares mistos submetidos à flexão composta reta são usualmente verificados utilizando recomendações normativas, contudo, tais verificações não englobam o uso de concretos de alta resistência. Nesse contexto, visando avaliar pilares mistos flexo-comprimidos e determinar o par resistente (força normal e momento fletor), um modelo analítico baseado na compatibilidade de deformações foi desenvolvido e implementado na ferramenta computacional PM-MN (2021). Com tal ferramenta foi possível traçar curvas de interação M-N. Considerada a flexão composta reta, são definidas expressões que relacionam os valores de força normal e momento resistentes em função da profundidade da linha neutra, geometria e resistências dos componentes da seção transversal. As deformações últimas para o concreto e aço foram definidas com base nas diretrizes da ABNT NBR 6118 (2014). Para validação do modelo proposto, foram desenvolvidas duas análises comparativas. Na primeira análise, as curvas de interação M-N oriundas da ferramenta PM-MN (2021) foram comparadas aos modelos da ABNT NBR 8800 (2008), EN 1994-1-1 (2004) e ABNT NBR 16239 (2013). Na segunda análise, valores de força normal resistente à compressão simples e momento resistente à flexão simples foram comparados a resultados da literatura. O modelo proposto estimou de forma adequada a capacidade resistente à flexo-compressão quando analisada a seção transversal; a maior diferença em relação aos modelos normativos foi próxima de 6%. Ao analisar o pilar, ou seja, levando em conta a instabilidade à flexão, os resultados do modelo de interação implementado no PM-MN (2021) foram próximos aos resultados da literatura; a melhor estimativa de resistência apresentou um erro próximo de 0,6%. Uma vez validada, a ferramenta foi então utilizada em um estudo paramétrico no qual foi avaliada a influência dos seguintes parâmetros: forma da seção transversal, resistência ao escoamento do aço, resistência à compressão do concreto, eixo de flexão e índice de esbeltez reduzida. Os resultados mostraram que os efeitos da instabilidade à flexão são menos significativos para o uso de menores resistências do aço e concreto; em contrapartida, o uso de materiais mais resistentes amplia os efeitos da instabilidade à flexão, sobretudo para pilares mais esbeltos.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil - PPGECivUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessPilar mistoFlexão composta retaEixo de flexãoCurva de interação M-NComposite columnUniaxial bending momentsBending axisM-N interaction curveENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURASVerificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-NDesign of composite columns subjected to uniaxial bending moments: M-N interaction curvesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDISSERTAÇÃO MATHEUS OLIVEIRA.pdfDISSERTAÇÃO MATHEUS OLIVEIRA.pdfapplication/pdf16536550https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20MATHEUS%20OLIVEIRA.pdf22b04d13359d4d1903e1d914ea6a8228MD51Carta_Aprovacao.pdfCarta_Aprovacao.pdfapplication/pdf109289https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/2/Carta_Aprovacao.pdff2a958ceb9e8c6aa7200b368950795c4MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTDISSERTAÇÃO MATHEUS OLIVEIRA.pdf.txtDISSERTAÇÃO MATHEUS OLIVEIRA.pdf.txtExtracted texttext/plain467551https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20MATHEUS%20OLIVEIRA.pdf.txtc9de191f69af034c4e026418e0f0112cMD54Carta_Aprovacao.pdf.txtCarta_Aprovacao.pdf.txtExtracted texttext/plain1240https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/6/Carta_Aprovacao.pdf.txt8940b10a81da14dc91c710123eee1159MD56THUMBNAILDISSERTAÇÃO MATHEUS OLIVEIRA.pdf.jpgDISSERTAÇÃO MATHEUS OLIVEIRA.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6906https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20MATHEUS%20OLIVEIRA.pdf.jpg5800851fe03842743bfb661c7fa17b01MD55Carta_Aprovacao.pdf.jpgCarta_Aprovacao.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg13696https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/7/Carta_Aprovacao.pdf.jpg60e78a024f0ae37b8765e256047a5b86MD57ufscar/148332021-09-01 03:13:04.57oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14833Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-05-25T13:02:03.353520Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Design of composite columns subjected to uniaxial bending moments: M-N interaction curves |
title |
Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N |
spellingShingle |
Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N Fernandes, Matheus Oliveira Pilar misto Flexão composta reta Eixo de flexão Curva de interação M-N Composite column Uniaxial bending moments Bending axis M-N interaction curve ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS |
title_short |
Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N |
title_full |
Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N |
title_fullStr |
Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N |
title_full_unstemmed |
Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N |
title_sort |
Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N |
author |
Fernandes, Matheus Oliveira |
author_facet |
Fernandes, Matheus Oliveira |
author_role |
author |
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2547654930479438 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Fernandes, Matheus Oliveira |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Nardin, Silvana de |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5587716781980132 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Almeida Filho, Fernando Menezes de |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0447825383222965 |
contributor_str_mv |
Nardin, Silvana de Almeida Filho, Fernando Menezes de |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Pilar misto Flexão composta reta Eixo de flexão Curva de interação M-N |
topic |
Pilar misto Flexão composta reta Eixo de flexão Curva de interação M-N Composite column Uniaxial bending moments Bending axis M-N interaction curve ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Composite column Uniaxial bending moments Bending axis M-N interaction curve |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS |
description |
Composite columns subjected to uniaxial bending moments are usually checked using normative recommendations, however, such checks do not include the use of high strength concretes. In this context, aiming to evaluate composite columns subject to eccentric compression and determine the pair of strength (normal force and bending moment), an analytical model based on strain compatibility was developed and implemented in the computational tool PM-MN (2021). With this tool it was possible to plot M-N interaction curves. Considering the uniaxial bending moments, expressions are defined that relate the values of normal force and moment resistance as a function of the neutral axis depth, geometry and strength of the components of the cross-section. The steel and concrete ultimate strains were defined based on the guidelines of ABNT NBR 6118 (2014). To validate the proposed model, two comparative analyzes were developed. In the first analysis, the M-N interaction curves from the PM-MN tool (2021) were compared to the models of ABNT NBR 8800 (2008), EN 1994-1-1 (2004) and ABNT NBR 16239 (2013). In the second analysis, values of normal force resistant to centered compression and moment resistance to pure bending were compared to literature results. The proposed model adequately estimated the eccentric compression strength when analyzing the cross section; the highest difference in relation to normative models was close to 6%. When analyzing the column, that is, taking into account the flexural buckling, the results of the interaction model implemented in the PM-MN (2021) were close to the results in the literature; the best estimate of strength showed an error close to 0,6%. Once validated, the tool was then used in a parametric study in which the influence of the following parameters was evaluated: cross-sectional shape, yielding strength of steel, compressive strength of concrete, bending axis and relative slenderness. The results showed that the effects of flexural buckling are less significant for the use of lower strengths of steel and concrete; on the other hand, the use of highest strengths increases the effects of flexural buckling, especially for slender columns. |
publishDate |
2021 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2021-08-31T20:36:41Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2021-08-31T20:36:41Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2021-08-20 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
FERNANDES, Matheus Oliveira. Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14833. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14833 |
identifier_str_mv |
FERNANDES, Matheus Oliveira. Verificação de pilares mistos de aço e concreto submetidos à flexão composta reta: curvas de interação M-N. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14833. |
url |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14833 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil - PPGECiv |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSCar |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFSCAR instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
instname_str |
Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
instacron_str |
UFSCAR |
institution |
UFSCAR |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
collection |
Repositório Institucional da UFSCAR |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20MATHEUS%20OLIVEIRA.pdf https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/2/Carta_Aprovacao.pdf https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/3/license_rdf https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20MATHEUS%20OLIVEIRA.pdf.txt https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/6/Carta_Aprovacao.pdf.txt https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20MATHEUS%20OLIVEIRA.pdf.jpg https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/14833/7/Carta_Aprovacao.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
22b04d13359d4d1903e1d914ea6a8228 f2a958ceb9e8c6aa7200b368950795c4 e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 c9de191f69af034c4e026418e0f0112c 8940b10a81da14dc91c710123eee1159 5800851fe03842743bfb661c7fa17b01 60e78a024f0ae37b8765e256047a5b86 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1767351173014093824 |